《熱塑性聚合梯度材料及其結構的熱黏彈性行為》是依託湖南大學，由戴宏亮擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：熱塑性聚合梯度材料及其結構的熱黏彈性行為
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：戴宏亮
- 依託單位：湖南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目以熱塑性聚合梯度材料及其結構為研究對象，計組份材料短玻纖為彈性體和聚合物為黏彈性體，通過實驗測定組份材料界面的黏結性能，建立能反映動態黏彈性與組份材料之間幾何關係的兩相共混模型。考慮在熱環境下聚合物材料變形行為的黏彈性和蠕變特性，尋求熱塑性聚合梯度材料等溫和變溫黏彈性本構關係。在交變應力或應變作用下，分析熱塑性聚合梯度材料結構的熱黏彈性行為，探討短玻纖的含量、長徑比、幾何形態及兩相界面黏結性能對熱塑性聚合梯度材料結構的熱黏彈性力學性能影響；研究與熱黏彈性相關物理量的表達式和能耗對熱塑性聚合梯度材料結構力學性能的影響，揭示與此相關的物理現象和本質，預測可能產生的後果，並通過數值模擬和實驗對理論分析結果進行驗證和評估，發現新現象。本項目將為熱塑性聚合梯度材料及其結構的熱黏彈性理論、蠕變理論、結構的安全評定和最佳化設計等提供理論依據，且具有重要的理論意義和工程套用價值。
結題摘要
本項目考慮熱塑性聚合梯度材料及其結構，以含梯度界面短纖維增強複合材料為主要研究對象，計短纖維為彈性體和聚合物為黏彈性體，建立了該複合材料的熱黏彈性三相共混微觀模型，獲得了有效預測該複合材料熱黏彈性本構特性的細觀方法。考慮在熱環境下聚合物材料變形行為的黏彈性和蠕變特性，採用線彈簧損傷模型，研究了含梯度界面且具有界面微損傷熱塑性聚合梯度材料結構的蠕變和鬆弛特性，及其與材料微觀結構特性和環境溫度之間的關係。在交變應力或應變作用下，分析了含界面損傷和梯度界面的熱塑性聚合梯度材料結構的熱黏彈性行為，包括儲能模量、損耗模量和損耗因子的溫度相關性和外載頻率相關性，及與材料微觀結構參數的內在關聯。基於雙參數纖維聚集模型，提出了以組份質量為參數的新型纖維聚集模型，對多孔熱塑性聚合梯度材料結構的有效性能進行了預測，並討論了短玻纖的含量和幾何特徵、孔隙、纖維聚集度及界面黏結性能對多孔熱塑性聚合梯度材料結構的熱黏彈性力學性能的影響，得到了各參數對其熱黏彈性力學行為的影響規律。考慮短纖維和顆粒混合填充熱塑性聚合材料，研究了增強相形式和含量對材料有效性能的影響。項目中的理論研究結果均通過數值模擬和實驗進行了驗證和評估。 本項目的研究達到了預期目標，獲得了較豐碩的研究成果，共發表學術論文25篇，其中SCI收錄25篇次，EI收錄7篇次；參加學術會議並作報告7人次；培養博士生1人和碩士生3人。
