采用梯度功能方法的IPMC弹性模量改进模型

摘要：

采用梯度功能材料力学方法, 通过改进层合板理论模型来预测材料的力学性能. 将饱和掺杂金属原子的外层作为表面镀层, 将无掺杂的基体作为中间层, 两层之间掺杂的金属原子含量逐渐变化, 作为梯度层;使用EDS方法得到了Pt型金属/离子聚合物复合材料(IPMC)沿厚度方向的Pt原子含量分布, 证明了模型分层的合理性;采用ASTM标准测定了IPMC材料的拉伸和弯曲弹性性能. 本模型采用Mori-Tanaka方法预测表面镀层和梯度层的弹性性能, 采用梯度力学方法, 最终得到IPMC材料整体的弹性性能. 用本文中模型预测常态下和含水饱和态下的IPMC拉伸性能与实验值相比, 误差分别为0. 69%和-2. 05%;预测常态下IPMC的表观弯曲弹性模量与实验值相比, 误差为-0. 99%.

关键词：金属/离子聚合物复合材料、本构关系、梯度功能、层合板理论、改进模型

所属期刊栏目：26

分类号：TB332;TB34(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金90605003

在线出版日期：2017-01-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：189-193