纳米TiO2颗粒弱界面增强树脂基复合材料宏观力学行为有限元模拟

摘要：

基于蒙特卡罗法,编写了随机分布颗粒增强复合材料的二维代表体积单元生成程序,建立了纳米颗粒增强树脂基复合材料的有限元模型,其中采用双线性内聚力模型描述复合材料弱界面的应力与位移关系.通过纳米TiO2颗粒增强环氧树脂基复合材料应力应变行为模拟结果与文献结果对比,证明了模型的有效性.讨论了弱界面情况下,TiO2颗粒质量分数与颗粒尺寸对复合材料宏观有效模量的影响,并对复合材料弱界面渐进损伤过程进行了非线性分析.结果表明:随着纳米TiO2颗粒质量分数增加,复合材料杨氏模量和断裂延伸率均有所增强,但材料屈服强度有所降低；相同颗粒质量分数情况下,随着颗粒尺寸的增大,颗粒与基体材料之间界面单元总长度减小,复合材料断裂延伸率有所下降.

关键词：纳米颗粒、弱界面、复合材料、随机模型、有限元分析

所属期刊栏目：30

分类号：TB332;TB330.1(工程材料学)

资助基金：中央高校基本科研业务费重大项目培育计划HEUCFZ1004;教育部博士点基金20112304110015;哈尔滨市科技创新人才研究专项基金RC2009QN017046

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8页

页码：236-243