【摘 要】
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聚氨酯弹性体有很多优点,如吸能性好、可设计性强、耐腐蚀、使用范围大等,而且聚氨酯的密度较低,仅为1g/cm~3左右,价格低廉。基于以上优点,聚氨酯弹性体材料可以广泛用于各个领域,因此受到了研究人员的普遍关注。本文旨在改善聚氨酯复合材料的拉伸强度和冲击性能,制备了石墨烯增强聚氨酯基复合材料,研究其在动态载荷下的力学响应特性,本文主要研究工作如下:（1）制备了聚氨酯弹性体、石墨烯增强聚氨酯弹性体和石墨
【基金项目】
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国家自然科学基金委员会面上项目支持,编号11972127
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聚氨酯弹性体有很多优点,如吸能性好、可设计性强、耐腐蚀、使用范围大等,而且聚氨酯的密度较低,仅为1g/cm~3左右,价格低廉。基于以上优点,聚氨酯弹性体材料可以广泛用于各个领域,因此受到了研究人员的普遍关注。本文旨在改善聚氨酯复合材料的拉伸强度和冲击性能,制备了石墨烯增强聚氨酯基复合材料,研究其在动态载荷下的力学响应特性,本文主要研究工作如下:（1）制备了聚氨酯弹性体、石墨烯增强聚氨酯弹性体和石墨烯增强聚氨酯基颗粒陶瓷夹杂复合材料,测试了材料的准静态力学性能。结果表明,石墨烯作为增强相能够大幅度提高聚氨酯弹性体的拉伸强度和弹性模量。（2）对石墨烯增强聚氨酯弹性体进行2350/s、3500/s和4200/s三种不同应变率下的动态压缩实验,研究了石墨烯增强聚氨酯弹性体在不同应变率下的动态力学响应,并利用实验数据构建了朱-王-唐本构模型并加以改进。（3）开展了石墨烯增强聚氨酯基颗粒陶瓷夹杂复合材料在高应变率下的动态压缩实验,研究了其应变率效应及变形机理。结果表明,石墨烯增强聚氨酯基颗粒陶瓷夹杂复合材料能够大幅度增加聚氨酯弹性体的抗压强度。（4）建立了石墨烯增强聚氨酯基颗粒陶瓷夹杂复合材料动态围压数值仿真模型,通过与实验对比,验证了仿真方法的可靠性,分析在动态围压过程中石墨烯增强聚氨酯基颗粒陶瓷夹杂复合材料的力学响应及失效破坏过程,并讨论了不同颗粒陶瓷粒径对石墨烯增强聚氨酯基颗粒陶瓷夹杂复合材料性能的影响。结果表明,颗粒陶瓷粒径与石墨烯增强聚氨酯基颗粒陶瓷夹杂复合材料的抗压强度密切相关。
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