基于不变式的单向热塑性复合材料非牛顿流动规则的黏性弹性模型

presented a 用于模拟单向热塑性复合材料中比度依赖塑性和爬行的三维中尺度黏性弹性模型。该本构模型是针对整齐聚合物的各向同性有限应变黏性弹性模型的一个横各向同性推广。比度依赖塑性和爬行通过一种非牛顿流动规则描述，该流动规则的黏度通过 Eyring 类型的关系依赖于等效应力量。 在本模型中，通过将等效应力量和流动规则定义为横各向同性应力不变式的函数来实现横各向同性。此外，Eyring 类型的黏度函数扩展引入了各向异性压力依赖性。由于该模型的构造，纤维方向上的塑性流动被有效排除，聚合物基体的压力依赖性得到考虑。纤维的横各向同性平面的再定向在塑性变形期间被包含在本构方程中，允许模型准确地描述大变形响应。该模型完全隐式， 对算法本构方程进行一致线性化，以导出一致切向模量。通过与碳纤/PEEK 的微尺度模型进行比较来评估该中尺度本构模型的性能，其中包括原始各向同性黏性弹性版本用于聚合物基体以及用于纤维的高弹性模型。首先使用该微观模型确定中尺度模型的材料参数。结果表明，中尺度模型在 various 加载条件下给出与微观模型相似的响应。最后，通过对单向热塑性复合材料层的离轴实验验证了该中尺度模型。