高抗冲聚苯乙烯银纹化及其渐进损伤失效模拟

摘要

银纹化和银纹损伤是高聚物材料所特有的现象。细观层次的银纹萌生、生长和断裂在高聚物损伤断裂的整个过程中起着承前启后的作用，它是沟通材料宏观和微观变形机制的桥梁。银纹化是高聚物材料的塑性变形机理、增韧机理和损伤机理，是高聚物材料科学和固体力学领域共同关注的难点问题。人们试图将细观力学的基本理论和方法应用于高聚物材料银纹化现象的研究才刚刚开始，且尚未在指导高聚物材料体系和力学性能设计方面起到重要作用，这是一个有待进一步研究和发展的新领域。 本文采用细观力学理论和分析方法对高抗冲聚苯乙烯的银纹化现象进行深入研究。基于ABAQUS有限元软件，建立银纹化损伤二维和三维数值模型对高抗冲聚苯乙烯的银纹化损伤进行数值模拟和分析。 首先通过在代表性体积胞元（RVE）中嵌入内聚力面，建立了基于连续损伤力学的高抗冲聚苯乙烯多处银纹化细观机理二维模型。采用Quads准则作为内聚力面失效判据，引入材料刚度退化模型，利用非线性有限元方法研究了在单向拉伸载荷下高抗冲聚苯乙烯中银纹的萌生、生长和断裂过程，并总结了高聚物银纹化规律。 其次建立了高抗冲聚苯乙烯细观单胞三维结构模型，引入周期性边界条件，采用非线性有限元法，研究了在单向拉伸载荷下高抗冲聚苯乙烯银纹化损伤过程。采用最大主应力准则作为银纹化损伤判据，通过单元积分点刚度矩阵的折减实现了材料力学性能的退化，运用材料的应力-应变曲线预测了其力学性能。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录、注释表

声明

第一章 绪 论

第二章 基本理论和方法

第三章 高抗冲聚苯乙烯多处银纹化RVE模拟

第四章 高抗冲聚苯乙烯银纹化渐进损伤三维模拟

第五章 总结与展望

参考文献

致谢

硕士期间的研究成果及发表的学术论文