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刘东旭;马松云;袁、黄;伯恩德·马克特

纤维增强水凝胶复合材料中耦合流体传输和时间相关断裂的建模和模拟。 （英语） Zbl 1507.76010号

计算。方法应用。机械。工程师。 390，文章ID 114470，50 p.（2022）.
摘要：在各向异性水凝胶复合材料的断裂过程中，物理化学和机械刺激可以触发流体传输和非弹性固体变形。水凝胶复合材料随时间变化的变形和断裂行为的潜在机制仍然难以理解。本工作基于多孔介质理论（TPM），建立了各向异性多孔-粘超弹性损伤模型，以分析粘超弹性和流体输运等耦合时间相关行为与水凝胶复合材料断裂行为之间的关系。通过引入基于变形梯度张量乘法分解为弹性和非弹性部分的内变量，描述了物理键断裂和重整动力学导致的聚合物网络的粘超相关性。流体通过多孔聚合物网络的输运受达西定律支配。提出了一个连续损伤模型来描述各向异性水凝胶复合材料的机械降解，例如聚合物网络中的交联解拉链和链断裂以及嵌入纳米纤维的损伤和断裂。在所提出的损伤模型中采用了积分型非局部平均算法，以消除数值模拟的网格依赖性。此外，采用算子分裂积分算法和指数映射算法对内变量和应力的演化方程进行积分。通过谱分解计算得到的指数张量函数。本文详细推导了隐式有限元程序的一致切线算子。通过三个典型的数值算例验证了所提出的模型，并研究了各向异性水凝胶复合材料的时间相关断裂行为的机理。计算结果表明，该模型能够捕捉不同纤维取向的水凝胶复合材料的断裂行为。

MSC公司：

76A10号 粘弹性流体

关键词：

孔-粘-超相关性;延迟断裂;非局部损伤建模;各向异性水凝胶复合材料;裂纹扩展
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\textit{D.Liu}等人，计算。方法应用。机械。工程390，文章ID 114470，50 p.（2022；Zbl 1507.76010）
全文： 内政部

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