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在细观层次上建立了具有随机分布形态的代表性体积单元，通过细观力学有限元方法对炭黑颗粒填充橡胶复合材料的宏观力学性能进行了研究。采用二维平面应变模型进行单轴压缩模拟仿真，通过施加周期边界条件保证了代表性体积单元变形场的协调性。重点研究讨论了颗粒的随机分布形态和粒径大小、刚度、体积分数对复合材料宏观应力-应变关系曲线和有效弹性模量的影响。结果表明：炭黑颗粒的填充显著提升了橡胶材料的刚度，在炭黑含量Vf=0．2513时，复合材料的有效弹出陡量值高于橡胶初始模量值的2倍；复合材料的有效捧瞄陡量随颗粒所占体积分数的增加而增大。
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应用力学学报
ISSN： 1000-4939
CN： 61-1112/O3
Year： 2012
Issue： 5
Volume： 29
Page： 607-612
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