玻璃态聚合物中应变硬化的速率与温度依赖性：基于分子动力学模拟的微观机制与本构建模
软凝聚态物质
2024-11-13 v1 材料科学
摘要
我们在单轴拉伸下进行分子动力学模拟，以研究玻璃态聚合物应变硬化的微观机制。通过将应力分解为与配对、键合和角度相互作用相关的维里尔分量，我们确定了聚合物键的拉伸是应变硬化的主要贡献因子。有趣的是，我们发现对应力响应的关键贡献来自拉伸分布上尾部的一部分键，而不是平均键拉伸。我们的结果表明，硬化区的应力可以与每条聚合物链中伸展程度最大的键的平均拉伸相关联，且与温度和应变率无关。这些键被称为承载键，使我们能够在连续介质力学中定义局部承载变形梯度，以捕捉其对硬化应力张量的贡献。基于这一见解，我们将承载机制纳入包含取向诱导背应力的本构框架，开发出一种模型，能够准确再现分子系统在玻璃态下宽温度和应变率范围内的应力响应。
引用
@article{arxiv.2411.07811,
title = {Rate- and temperature-dependent strain hardening in glassy polymers: Micromechanisms and constitutive modeling based on molecular dynamics simulations},
author = {Wuyang Zhao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.07811},
year = {2024}
}