https://zbmath.org/atom/cc/74A60 2024-04-15T15:10:58.286558Z Werkzeug公司 https://zbmath.org/1530.74003 2024-04-15T15:10:58.286558Z “毛，伊奇” https://zbmath.org/authors/？q=ai:mao.yiqi “史，凯” https://zbmath.org/authors/？q=ai:shi.kai “刘文阳” https://zbmath.org/authors/？q=ai:liu.wenyang “香，新林” https://zbmath.org/authors/？q=ai：向内联 “张，鲁宾” https://zbmath.org/authors/？q=ai:zhang.rubing 侯淑娟 https://zbmath.org/authors/？q=ai:hou.shujuan（中文） 摘要：多壁碳纳米管（MCNT）增强交联聚酰亚胺气凝胶（MPIA）因其优异的物理和化学性能，如高弹性、高效隔热、超低密度、热稳定性和强大的机械性能，显示出广泛的设计场景和工程应用。本文在有限变形框架下建立了基于细观力学的MPIA综合非弹性本构模型，旨在为MPIA的设计和工程应用提供理论依据。MPIA的整体热机械性能由纳米管和聚酰亚胺气凝胶交联链网络之间物理交联聚酰亚胺气胶网络的两个重叠链网络组成。考虑到每个纳米管对的链长均匀分布，通过应用经典微球全网络模型来捕获纳米管与聚酰亚胺气凝胶网络相互作用的机制，整合总能量势，其中，建立了连续损伤动力学模型，以表征链网络的逐渐分离。通过应用两个柔性梁对两端连接链和悬挂链进行建模，获得了MPIA显著增强的材料模量和韧性。采用等效粘塑性变形机制模拟了孔隙破裂、孔隙率变化和链滑移，发现这些对材料的增韧有很大影响。考虑交联纯聚酰亚胺气凝胶化学网络的线弹性行为，并通过组合两个重叠网络对MPIA的总能量函数密度进行积分。通过一系列实验对整体模型进行了标定，然后将其应用于MPIA的等温单轴拉伸模拟。进一步讨论了通过添加不同含量的MCNT显著提高MPIA模量和韧性的潜在机制。这项工作为MCNT增强聚酰亚胺气凝胶提供了理论理解和设计指南。