納米橡膠環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的力學(xué)性能.pdf

1、隨著納米科技的不斷發(fā)展，聚合物基復(fù)合材料的填充顆粒已深入到納米尺度，成為發(fā)展新型高性能材料的新方向，而納米顆粒所帶來的納米效應(yīng)，使得納米復(fù)合材料具有不同于一般材料的優(yōu)異的性能—既增強(qiáng)又增韌，有著巨大的發(fā)展?jié)摿颓熬?。然而這些研究結(jié)果大多是在準(zhǔn)靜態(tài)條件下獲得的，而在大多情況下材料可能需承受沖擊/爆炸載荷的作用，因此，有必要在一個(gè)寬廣應(yīng)變率范圍(從準(zhǔn)靜態(tài)到?jīng)_擊動(dòng)態(tài))來認(rèn)識(shí)納米粒子的增強(qiáng)增韌效應(yīng)及其機(jī)理。
　　 針對采用原位聚合法制備

2、的橡膠/環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料，其中納米橡膠顆粒的含量分別為0％、3％、6％和9％，本文做了以下研究：首先分別利用霍普金森壓桿(SHPB)和MTS液壓伺服材料試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行了納米橡膠填充環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的動(dòng)靜態(tài)壓縮和拉伸實(shí)驗(yàn)，研究了其從準(zhǔn)靜態(tài)到動(dòng)態(tài)(應(yīng)變率為： )的壓縮力學(xué)性能，以及準(zhǔn)靜態(tài)下拉伸力學(xué)性能, 同時(shí)基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析并給出了納米橡膠顆粒對環(huán)氧樹脂基體材料增強(qiáng)和增韌效果，以及探討了其增韌機(jī)理；然后采用細(xì)觀力學(xué)模型計(jì)算了微米級(jí)橡膠顆粒

3、填充環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的彈性模量，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與細(xì)觀力學(xué)方法預(yù)測的性能進(jìn)行比較，以探討納米級(jí)橡膠顆粒對基體材料環(huán)氧樹脂的改性效果；最后，為描述環(huán)氧樹脂橡膠納米復(fù)合材料的力學(xué)行為，采用彈簧和粘壺模型的組合構(gòu)建各含量下納米復(fù)合材料的率相關(guān)、非線性粘彈性本構(gòu)模型。
　　 研究結(jié)果表明：復(fù)合材料的彈性模量和屈服強(qiáng)度隨納米顆粒含量的增加而減少，隨應(yīng)變率的增加而增加；其韌性則隨含量的增加而增加，具有較好的增韌效果。同時(shí)由細(xì)觀力學(xué)模型得到的結(jié)果