玻纖增強(qiáng)微發(fā)泡注塑制品的多尺度力學(xué)性能模擬的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、玻纖增強(qiáng)微發(fā)泡塑料具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、絕緣、耐熱、抗腐蝕等特點(diǎn)，在很多行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，是當(dāng)前研究的熱門(mén)材料。但是由于其制品中同時(shí)存在氣泡和增強(qiáng)纖維兩種尺度跨度較大的微結(jié)構(gòu)，因此很難進(jìn)行力學(xué)性能分析和預(yù)測(cè)。
　　傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和有限元模擬方法并不能有效地分析具有多尺度特性的復(fù)合結(jié)構(gòu)，而基于雙尺度漸近展開(kāi)的均勻化理論為這一研究提供了新的思路。大量研究結(jié)果表明，運(yùn)用均勻化理論對(duì)具有復(fù)雜周期性微結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料進(jìn)行求解具有較高的可行性。

2、>　　本文基于多尺度的均勻化理論，用經(jīng)典的氣泡球模型對(duì)微發(fā)泡制品的彈性力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)的模擬討論和研究。對(duì)不同的發(fā)泡情況和氣泡形態(tài)分別建立了相應(yīng)的代表性體積單元（Representative Volume Element，RVE）模型，通過(guò)編寫(xiě)RVE求解程序進(jìn)行均勻化求解。求解結(jié)果與經(jīng)典理論公式以及已有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比討論，驗(yàn)證了氣泡RVE模型以及均勻化理論對(duì)求解發(fā)泡結(jié)構(gòu)彈性力學(xué)性能的可行性。
　　進(jìn)一步以玻纖增強(qiáng)微發(fā)泡注塑薄壁門(mén)

3、板樣條為研究對(duì)象，基于微觀結(jié)構(gòu)的表征結(jié)果，通過(guò)調(diào)整氣泡和纖維模型，建立了分層和分級(jí)的RVE結(jié)構(gòu)模型，運(yùn)用均勻化理論對(duì)樣條模型進(jìn)行求解，獲得了最終樣條的宏觀均勻化等效彈性力學(xué)參數(shù)，并與樣條的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證對(duì)比和分析。
　　研究表明：通過(guò)合理的RVE建模，均勻化理論可用于預(yù)測(cè)玻纖增強(qiáng)微發(fā)泡注塑件的等效彈性力學(xué)性能，并分析纖維和氣泡微結(jié)構(gòu)對(duì)制件力學(xué)性能的影響。其預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合，具有較高的工程適用性。本文的研究工作為擴(kuò)大均勻化理