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《固化剂对压敏胶性能的影响的实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、固化剂对压敏胶性能的影响的实验研究1、相关定义1.1、创建PART及接触类型定义在ANSYS/LS-DYNA前处理器中,可根据每个实体材料模型的不同自动生成相应的PART,两个PART之间需要定义两者的接触类型。冲击锤与复合材料之间以及冲击锤与粘弹性材料之间的接触均设置为面与面之间的侵蚀接触,该接触形式是通过关键字*CONTACT_ERODING_SURFACE_TO_SURFACE定义的,其中除四个默认的选项外,还要定义一个OptionCardA选项。由于冲击锤的刚度与试件的刚度差别较大,因此采用基于段(Segment)的接触算法,将该选项的参数SOFT设为
2、2。无需定义载荷曲线,参数LCIDAB设为0。参数SOFSCL取为0.1,BSORT设为15,其他参数设置采用默认数值[52-55]。由于在相关的冲击实验中,嵌入式共固化复合材料阻尼结构没有出现复合材料层与层之间或复合材料与粘弹性材料之间的脱层现象,因此数值模拟中不考虑脱层现象的影响,复合材料层间以及复合材料层与粘弹性材料层间均采用共节点方式连接[53]。571.2、材料属性定义由于在实际实验中冲击锤的刚度远远大于试件,因此在模型中的可以用刚体材料来模拟钢质冲击锤,从而在不影响精度的情况下,节省计算时间。冲击锤材料采用关键字MAT_RIGID定义[50]。为使
3、模型更为简单,以便于求解,在数值模拟中仅取冲击锤底部与试件接触部分作为冲击锤模型,而未包含冲击锤的固定装置以及固定在冲击锤上的传感器及其他相关装置。为使模拟中冲击锤模型的质量与实际质量一致,因此我们对输入模型的冲击锤材料密度进行了相应修改,以保证数值模拟精度。冲击锤模型材料参数见表5-1。表5-1冲击锤材料模型参数材料编号MID1密度RO1.461×106kg/m3弹性模量E209GPa泊松比PR0.29嵌入式共固化复合材料阻尼结构中的复合材料层及传统复合材料试件均采用Chang-Chang失效模型,通过关键字MAT_COMPOSITE_DAMAGE定义[50
4、]。该模型由F.K.Chang和K.Y.Chang于1987年提出[51],它包含三个失效准则:基体开裂失效、压缩失效和纤维断裂失效。确定上述失效准则除需要三个方向的弹性模量、剪切模量和泊松比九个参数外,还需要确定其他五个参数,依次为:主方向拉伸强度S1,横向拉伸强度S2,面内剪切强度S12,横向压缩强度C2和非线性剪切应力参数。其S1,S2,S12,C2大小是通过材料的强度测试获得,则是由材料的剪切应变来确定[55,56],在平面应力情况下,用应力来表示应变有:11E(112)(5-1)15412E(221)(5-2)221312G1212(5-3)12式中
5、E1、E2分别为面内两个主方向上的弹性模量;1、2分别为面内两个主方向上的主应力;1、2分别为面内两个主方向上的泊松比;G12为面内剪切模量;12为面内剪切应力;12为面内剪切应变。参数的取值由式(5-3)决定。(1)基体开裂失效通过2F2matrixS(-4)25来判定,式中212342G41212S2,(5-5)12342G4S1212当Fmatrix>1时,则材料失效,材料参数E2、G12、1、2被设为0。(2)压缩失效通过22F2C22comp2S122S1(5-6)12C2来判定,当Fcomp>1时,材料参数E2、1、2被设为0。(3)纤维断裂失效通
6、过2F1fiberS(5-7)1来判定,当Ffiber>1时,材料参数E1、E2、G12、1、2被设为0。本章模拟中所采用树脂基纤维增强型复合材料为环氧树脂基玻璃纤维纤维复合材料,其参数如表5-2所示:55表5-2树脂基纤维增强型复合材料模型参数材料编号MID2密度RO2000kg/m3弹性模量EA,EB,EC24.3GPa,26.3GPa,12.4GPa泊松比PRBA,PRCA,PRCB0.138,0.4,0.4剪切模量GAB,GBC,GCA4.7GPa,3.7GPa,3.7GPa面内剪切强度SC144MPa主方向拉伸强度XT480MPa横向拉伸强度YT48
7、9MPa横向压缩强度YC369MPa非线性剪切应力参数ALPH0.25嵌入式共固化复合材料阻尼结构中的粘弹性材料采用不可压缩Mooney-Rivlin模型[49]来模拟。此模型需要输入系数A,B以及泊松比,以确定其应变能密度函数:W(I,I,I)AI3B(I3)C(1131222I21)D(I31)(5-8)3式中C12AB,DA52B1152(12),(5-9)I1,I2,I3分别为变形张量不变量。粘弹性材料模型参数值见表5-3。表5-3粘弹性材料模型参数材料编号,MID3密度,RO920kg/m3泊松比,PR0.498系数,A0.50MPa系数,B0.12
8、MPa1.3、煤中重金属概念、种类及危
