[发明专利]聚合物基复合材料有效应力松弛系数的预测方法

摘要

本发明提供的聚合物基复合材料有效应力松弛系数的预测方法，首先基于玻尔兹曼叠加原理建立时间域内积分形式的线粘弹性材料本构方程；然后对于由周期性单胞构成的聚合物基复合材料，通过能量法定义有效应力松弛刚度；其次基于变分渐近均匀化理论建立求解聚合物基复合材料有效应力松弛刚度矩阵的细观力学模型；最后基于构建的细观力学模型预测聚合物基复合材料的有效应力松弛刚度。该方法仅需要一次求解过程即可获得不同方向上不同材料的属性，相对于在不同加载条件下重复运行的方法更简便、高效、快捷。计算的有效应力松弛系数与波动函数精度相一致，无需引入更多近似关系，计算精度更高，聚合物基复合材料的强度和寿命预测更加准确。

主权项

1.聚合物基复合材料有效应力松弛系数的预测方法，其特征在于，包括如下步骤：1)基于玻尔兹曼叠加原理建立时间域内积分形式的线粘弹性材料本构方程；2)对于由周期性单胞构成的聚合物基复合材料，通过能量法定义有效应力松弛刚度；该步骤具体为：对于由周期性单胞构成的聚合物基复合材料，通过能量法定义有效应力松弛刚度，即：式中：为有效应力松弛刚度；Ω为单胞的体积域；带星号项表示细观力学模型求解得到的有效属性，为细观力学模型求解得到的应力松弛刚度；上画线项表示均匀化后材料宏观分析使用的变量，ε_ij(t)为单胞内的局部应变，ε_kl(t)为应力松弛系数，为不随时间变化但能够随位置变化的应力松弛常量，为均匀化后材料宏观分析使用的应力松弛常量；3)基于变分渐近均匀化理论建立求解聚合物基复合材料有效应力松弛刚度矩阵的细观力学模型，并求得单胞能量密度；4)基于构建的细观力学模型预测聚合物基复合材料的有效应力松弛系数。