力熱耦合下橡膠復(fù)合材料的本構(gòu)表征及應(yīng)用

以輪胎、膠管、密封件等為代表的橡膠復(fù)合材料在航空航天和國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域中均有廣泛且重要的應(yīng)用背景。本申請擬以有限變形連續(xù)介質(zhì)熱力學(xué)和本構(gòu)理論為基礎(chǔ)，對長纖維加強(qiáng)橡膠基復(fù)合材料進(jìn)行高、低溫條件下的實(shí)驗(yàn)分析，提出含溫度條件的橡膠基復(fù)合材料的應(yīng)變能函數(shù)，確定其中有實(shí)際應(yīng)用背景的膠管材料的材料常數(shù)，從而發(fā)展橡膠復(fù)合材料的本構(gòu)關(guān)系；并借此建立力熱耦合條件下高壓膠管的大變形非線性問題的連續(xù)介質(zhì)力學(xué)模型，對高壓膠管的大變形力學(xué)行為及其破壞條件進(jìn)行理論求解、數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，建立一套完善、可數(shù)值實(shí)現(xiàn)、并便于工程應(yīng)用的指標(biāo)來刻劃膠管的力學(xué)特性和破壞條件。項(xiàng)目的結(jié)果能為膠管、輪胎等橡膠復(fù)合材料的工程應(yīng)用提供參考，并能補(bǔ)充連續(xù)介質(zhì)力學(xué)超彈性理論的相關(guān)內(nèi)容。

本項(xiàng)目在改進(jìn)試驗(yàn)量測技術(shù)的基礎(chǔ)上，完成了混凝土高溫力學(xué)性能的多項(xiàng)試驗(yàn)：不同溫度-應(yīng)力途徑下的強(qiáng)度及冷卻后的殘余強(qiáng)度、高溫時(shí)反復(fù)加卸載下的變形、應(yīng)力作用下溫度升降時(shí)的變形，高溫徐變等。試驗(yàn)結(jié)果和分析證明混凝土的強(qiáng)度和變形值不僅取決于溫度，還因溫度-應(yīng)力途徑不同而有很大變化。分別考慮溫度和應(yīng)力作用的傳統(tǒng)方法有極大的誤差。給出了不同途徑下混凝土高溫強(qiáng)度的上、下限曲線和相應(yīng)的計(jì)算式?；炷粮邷刈冃纬擞凶杂膳蛎?、應(yīng)力引起應(yīng)變和高溫徐變外，還必須考慮瞬態(tài)熱應(yīng)變。根據(jù)四個變形分量的規(guī)律建立了相應(yīng)的混凝土高溫耦合體本構(gòu)關(guān)系。在約束桿件的高溫內(nèi)力試驗(yàn)中加以驗(yàn)證。本構(gòu)關(guān)系可應(yīng)用于結(jié)構(gòu)的抗火性能分析和火災(zāi)損傷評估。 2100433B