玻璃态高聚物银纹化的粗粒珠簧分子动力学模拟

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本文基于粗粒珠簧链模型的分子动力学方法,采用并行计算程序,模拟分析了玻璃态高聚物银纹化的破坏过程。第一部分:建立聚合物周期单胞模型。在不同拉伸速率下,模拟计算玻璃态高聚物银纹化的破坏过程。分析微空洞产生、银纹扩展及断裂过程和位置分布,考虑应变率相关的临界应力,引入银纹萌生判据验证,得到微空洞和集中应力产生可作为银纹萌生的微观构型。通过引入非仿射位移场,计算参与率随拉伸应变的演化,证实了高聚物银纹化破坏具有线性黏弹性特征。第二部分:定义周期单胞模型纵、横变形约束比λ,给周期单胞施加不同纵、横位移,考察不同应力状态对银纹化的影响。在λ分别取1/12,1/6,1/4和1/3时,计算模拟聚合物银纹破坏的异同。分析不同变形约束比下,银纹微空洞的产生、扩展及断裂过程和位置分布。通过引入非仿射位移场,计算参与率随纵向应变的演化,得到在不同变形约束比时,高聚物银纹化破坏均具有线性黏弹性特征。结合应力-应变响应关系的临界应力,引入银纹萌生判据,得到银纹萌生的微观构型。模拟结果与实验测定聚合物材料变形泊松比范围一般在0.2~0.3一致,验证模型算法的可靠性。
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