热环境对炭黑补强橡胶复合材料力学性能影响研究

"橡胶基复合材料的微结构效应研究" 这篇研究论文主要探讨了橡胶基复合材料在热环境下的力学性能变化，尤其是关注了橡胶在拉伸撕裂过程中的破损现象。研究采用随机分布多颗粒代表性体积单元（RVE）作为模型，通过ABAQUS软件进行仿真分析，以理解温度对炭黑补强橡胶基复合材料的影响。 首先，研究者利用平面应变模型进行了单轴拉伸模拟，并应用周期边界条件确保变形场的协调性。在这一过程中，他们重点关注了两个关键因素：温度和炭黑颗粒含量对复合材料性能的影响。结果显示，当温度保持恒定时，随着炭黑颗粒含量的增加，复合材料的定伸应力呈现出非线性的上升趋势。这表明炭黑颗粒的增加可以显著提高材料的抗拉强度。 其次，研究揭示了热残余应力对橡胶复合材料性能的显著影响。热残余应力的存在会改变材料的应力应变响应，导致橡胶的拉伸强度降低。这意味着在受热条件下，材料的稳定性可能会受到影响，其抵抗拉伸的能力减弱。 再者，随着温度的升高，复合材料的定伸应力逐渐下降。这是一个重要的发现，因为这提示我们高温环境下，橡胶的内部阻力减小，更容易发生破坏。这对于那些在高温条件下使用的橡胶制品，如汽车轮胎、密封件等，具有重要的工程意义。 此外，论文还探讨了热残余应力场的分布情况，这有助于更深入地理解热环境对材料结构稳定性的影响。通过对这些数据的分析，可以为设计更耐高温、性能更稳定的橡胶复合材料提供理论指导。 这篇研究工作为橡胶基复合材料在热环境下的力学性能提供了微观层面的理解，对于材料科学、特别是橡胶工程领域的研究人员来说，这些发现具有很高的参考价值。通过深入研究微结构效应，可以优化材料配方，改善橡胶复合材料在极端条件下的耐用性和可靠性。