Doctoral Dissertation

Elastic and Viscoelastic Behaviour of Composites with Elastomeric Matrix

ELASTICKÉ A VISKOELASTICKÉ CHOVÁNÍ KOMPOZITŮ S ELASTOMERICKOU MATRICÍ

Tác giả: Ing. Hoang Sy Tuan

Lĩnh vực: Technische Universität v Liberci, Faculty of Mechanical Engineering

Nội dung tài liệu:

Nghiên cứu này tập trung vào việc mô tả hành vi của vật liệu composite cốt sợi với ma trận đàn hồi. Các đặc tính nhớt của vật liệu composite dị hướng được xác định thông qua hàm năng lượng tự do phù hợp và các mô hình nhớt được lựa chọn. Cụ thể, mô hình phần tử Maxwell tổng quát được sử dụng trong hai phương pháp tiếp cận, với các biến quá ứng suất nội tại hoặc biến dạng không đàn hồi đóng vai trò là biến nội tại. Các thí nghiệm tiêu chuẩn như kéo đơn, cắt thuần túy và cắt hai trục cho các vật liệu đàn hồi đồng nhất và composite được gia cố bằng hai họ sợi đã được thực hiện.

Việc triển khai các phương trình cấu trúc và phương trình tiến hóa vào chương trình phần tử hữu hạn, Comsol Multiphysics, đã được thiết lập để mô hình hóa hành vi nhớt của cả composite đồng nhất siêu đàn hồi và dị hướng. Khả năng của mô hình trong việc dự đoán hành vi nhớt phi tuyến của vật liệu đồng nhất và dị hướng đã được kiểm tra bằng cách so sánh lý thuyết với kết quả thực nghiệm. Các ví dụ về đáp ứng nhớt đã được trình bày, chẳng hạn như ảnh hưởng của vận tốc tải trọng, thư giãn từng bước hoặc nhiều bước và rão.

Một phần mở rộng của lý thuyết phi tuyến cho các composite dị hướng tương tự cao su đã được áp dụng cho các vật liệu đàn hồi nhạy từ (MS) dưới tác động của từ trường ngoài. Các phương trình cấu trúc của cả hai trường từ và cơ học đã được trình bày. Một số tính toán số về sự kết hợp của các bài toán từ và cơ học đã được minh họa để mô tả đặc tính phi tuyến của vật liệu đàn hồi MS.

Mục lục chi tiết:

• 1. Giới thiệu
• 2. Tổng quan tài liệu
• 3. Phân rã hàm năng lượng tự do
• 4. Thí nghiệm và nhận dạng tham số vật liệu
• 4.1. Vật liệu composite đồng nhất
• 4.2. Vật liệu composite cốt sợi
• 5. Mô phỏng số các composite nhớt
• 5.1. Vật liệu cao su đồng nhất (siêu đàn hồi)
• 5.2. Composite cốt sợi
• 5.3. Đáp ứng nhớt của biến trạng thái ứng suất nội tại và biến dạng nội tại
• 6. Vật liệu đàn hồi nhạy từ
• 6.1. Giải pháp FEM cho vật liệu đồng nhất nhạy từ
• 6.2. Giải pháp FEM cho vật liệu dị hướng nhạy từ
• 7. Kết luận, thảo luận và các quan điểm tương lai
• 8. Tài liệu tham khảo
• 9. Các ấn phẩm của tác giả