[发明专利]一种模拟不同质相高聚物降解强度变化的方法

权利要求书

1.一种模拟不同质相高聚物降解强度变化的方法，其特征在于，包括：

S1，将高聚物材料离散成元胞，并初始化当前反应时间t₁；

S2，确定参与剪切的分子链和距离确定的所述参与剪切的分子链进行链剪切反应的时间间隔Δt；

S3，在t₁+Δt时刻，所述参与剪切的分子链发生链剪切反应，更新元胞的状态，并根据更新后的元胞的状态，确定每个元胞的强度，对所有元胞的强度值取均值，得到所述高聚物材料整体的强度；

S4，执行t₁＝t₁+Δt，若t₁小于预设的扩散时间步长，则返回执行S2，否则，链剪切反应产生的低聚物向高聚物材料外进行扩散；

其中，元胞状态包括：非晶态、孔洞态、结晶态；

其中，非晶态元胞表现为无定形相，孔洞态元胞表现为孔洞相，结晶态元胞表现为结晶相；

若元胞表现为无定形相，则元胞在t时刻的强度为：

其中，σ(i,j,t)表示第i行第j列的元胞cell[i][j]在t时刻的强度值，σ₀表示元胞cell[i][j]的初始强度值，M_n(i,j,t)表示元胞cell[i][j]在t时刻的数均分子量，M₀表示初始的元胞数均分子质量，α和β为常数，n表示每一列或每一行网格/元胞数目；

若元胞表现为孔洞相，则元胞在t时刻的强度为0；

若元胞表现为结晶相，则元胞在t时刻的强度为σ_C，其中，σ_C是由高聚物材料本身性质决定的常数。

2.根据权利要求1所述的模拟不同质相高聚物降解强度变化的方法，其特征在于，所述S2包括：

S21,遍历所有元胞，统计每种长度的分子链的数量，得到每种长度的分子链参与链剪切反应的概率；

S22,根据得到每种长度的分子链参与链剪切反应的概率，确定参与剪切的分子链的种类μ和距离该种类的分子链进行链剪切反应的时间间隔Δt。

3.根据权利要求2所述的模拟不同质相高聚物降解强度变化的方法，其特征在于，第v种长度的分子链参与链剪切反应的概率α_v表示为：

α_v＝π×x_v

其中，v＝1,2,...,M，M表示分子链的种类总数，π表示反应常数，x_v表示第v种长度的分子链的初始数量。

4.根据权利要求3所述的模拟不同质相高聚物降解强度变化的方法，其特征在于，通过第一公式，确定距离确定的所述参与剪切的分子链进行链剪切反应的时间间隔Δt，其中，所述第一公式表示为：

通过第二公式，确定参与剪切的分子链，其中，所述第二公式表示为：

其中，μ表示确定的参与剪切的分子链的种类，r1、r2表示随机数。

5.根据权利要求1所述的模拟不同质相高聚物降解强度变化的方法，其特征在于，元胞状态的转换规则包括：

若元胞没有降解，则元胞状态为初始非晶态；

若元胞内发生链的剪切断裂，则元胞状态由初始非晶态变为降解非晶态；

若元胞的分子量低于预设的第一阈值，则元胞状态为孔洞态；

若元胞中发生结晶的分子链数量超过预设的比例，则元胞状态为结晶态。

6.根据权利要求1所述的模拟不同质相高聚物降解强度变化的方法，其特征在于，所述高聚物材料整体的强度表示为：

其中，表示高聚物材料在t时刻的弹性强度值。