高分子材料表面刮擦破壞的數(shù)值模擬


2.27萬字 76頁 原創(chuàng)作品，通過查重系統(tǒng)


摘 要

高分子材料在過去的數(shù)十年中，由于在對(duì)于電學(xué)器件、光學(xué)器件、家用產(chǎn)品和汽車等注重表面質(zhì)量上的產(chǎn)品上的應(yīng)用顯著擴(kuò)大，高分子材料的刮擦行為引起了廣泛的關(guān)注。刮擦過程在這里定義為一個(gè)施加力荷載或者位移荷載的硬球狀刮頭插入高分子材料，然后在預(yù)定速度下在基底表面進(jìn)行刮擦的機(jī)械變形過程。高分子材料的物理力學(xué)性能特殊，它的表面刮擦破壞模式以及機(jī)制相當(dāng)復(fù)雜，能采用準(zhǔn)確合適的高分子本構(gòu)對(duì)刮擦破壞的機(jī)理進(jìn)行有限元數(shù)值模擬是相當(dāng)重要的。由于現(xiàn)有的有限元模擬中，缺乏采用考慮拉壓不一致性的高分子材料本構(gòu)關(guān)系，通過數(shù)值模擬所得的結(jié)果在闡述高分子材料刮擦變形破壞機(jī)理上不一定準(zhǔn)確，所以可采用Drucker-Prager理論模型來分析高分子材料的本構(gòu)關(guān)系。因此Drucker-Prager參數(shù)變化對(duì)于材料的耐刮擦性能的影響，也是值得分析研究的。運(yùn)用有限元數(shù)值模擬軟件研究在刮擦試驗(yàn)中材料的不同參數(shù)對(duì)材料表面刮擦破壞的影響，結(jié)果顯示：摩擦角的變化對(duì)于耐刮擦性能的影響要大于應(yīng)力流率變化的影響；摩擦角越大的材料，耐刮擦性能越好，而應(yīng)力流率越大的材料，材料耐刮擦性越低。本文研究結(jié)果對(duì)實(shí)際應(yīng)用有一定的指導(dǎo)意義。


關(guān)鍵詞：高分子材料；表面刮擦；參數(shù)影響；有限元模擬