Continuum-micromechanical modeling of distributed crazing in rubber-toughened polymers
Continuum-micromechanical modeling of distributed crazing in rubber-toughened polymers
复制标题
橡胶增韧聚合物中分布裂纹的连续微机械建模
DOI：
10.1016/j.euromechsol.2015.11.007
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发表时间：
2016
影响因子：
4.1
通讯作者：
Seelig
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Helbig;Van der Giessen;Clausen;Seelig
建立了一个基于细观力学的本构模型，重点研究了橡胶增韧ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）材料的非弹性变形行为中分布银纹的影响。虽然ABS是已知的表现crazingandshear屈服作为非弹性变形机制，目前的工作是为了补充早期的研究，其中只考虑剪切屈服。为了分别分析这两种机制的作用，我们在这里看另一个极端，并假设分散的橡胶颗粒之间的玻璃基质中的多个银纹的形成和生长是整体非弹性应变的主要来源。这一概念被铸造成一个均质化的材料模型，明确占特定的（内聚区样）的银纹开口的运动学以及微观结构参数，如橡胶颗粒的体积分数和尺寸。对单边缺口拉伸（SENT）试样进行了数值模拟，以研究微观结构对整体断裂行为的影响。商业ABS材料的实验结果报告，部分用于校准和验证本构模型，但也说明了它的局限性。
A micromechanics based constitutive model is developed that focuses on the effect of distributed crazing in the overall inelastic deformation behavior of rubber-toughened ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene) materials. While ABS is known to exhibit crazingandshear yielding as inelastic deformation mechanisms, the present work is meant to complement earlier studies where solely shear yielding was considered. In order to analyze the role of either mechanism separately, we here look at the other extreme and assume that the formation and growth of multiple crazes in the glassy matrix between dispersed rubber particles is the major source of overall inelastic strain. This notion is cast into a homogenized material model that explicitly accounts for the specific (cohesive zone-like) kinematics of craze opening as well as for microstructural parameters such as the volume fraction and size of the rubber particles. Numerical simulations on single-edge-notch-tension (SENT) specimens are performed in order to investigate effects of the microstructure on the overall fracture behavior. Experimental results for a commercial ABS material are reported which are partially used to calibrate and to verify the constitutive model, but which also illustrate its limitations.
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