聚合物8链模型中的无序、预应力与非仿射性

为评估单链弹性、非仿射应变场和预应力参考态的作用，我们给出并讨论了对交联聚合物网络的修正8链Arruda-Boyce模型的数值与解析分析结果。此类模型在模拟柔性橡胶的有限应变响应方面已被证明非常成功。我们将其扩展以包含空间无序及相关非仿射性的影响，并用其评估将组成链的非线性弹性响应用等效线性胡克弹簧替代的有效性。令人惊讶的是，我们发现即使在线性响应范围内，完整的聚合物模型也给出了与其线性化对应模型截然不同的结果，尽管没有链被拉伸超出其线性范围。我们证明此效应是由于聚合物模型在其基态下承受着相当大的预应力。我们表明，预应力强烈抑制了这些单胞模型中的非仿射性，导致体响应的显著刚化。我们讨论的预应力效应或许可以解释为何完全仿射力学模型在许多情况下能如此好地预测无序刚性聚合物网络的体力学响应。