納米銀焊膏粘接界面的本構(gòu)描述.pdf

1、納米銀焊膏粘接納米銀焊膏粘接界面界面的本構(gòu)本構(gòu)描述描述ConstitutiveDeionofAdhesivelyBondedInterfacebyNanosilverPaste學(xué)科專業(yè)：化工過程機(jī)械研究生：孫秀虎指導(dǎo)教師：陳剛副教授天津大學(xué)化工學(xué)院二零一二年六月摘要本文將一種同時考慮界面可恢復(fù)彈性變形與不可恢復(fù)塑性變形的界面模型嵌入有限元分析軟件ABAQUS的用戶自定義材料子程序VUMAT中，并利用它來模擬新型界面材料納米銀焊膏搭接結(jié)構(gòu)

2、在不同溫度和加載率下的剪切力學(xué)響應(yīng)，得到了與實(shí)驗(yàn)較為一致的結(jié)果。本文還提出一種形式簡單的內(nèi)聚力界面模型，并通過數(shù)值分析軟件MATLAB擬合參數(shù)，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測。經(jīng)計算可知，對彈塑性界面模型，描述界面塑性段響應(yīng)的內(nèi)變量演化方程中的兩個參數(shù)——內(nèi)變量初始值和飽和值對曲線形狀有較大影響，內(nèi)變量初始值決定界面進(jìn)入塑性時的應(yīng)力而飽和值是界面應(yīng)力的極限值。對界面位移的耦合使得模型在不同法向加載率與切向加載率比值（其正切值定義為加載角度）下有不同

3、的力學(xué)響應(yīng)。研究表明，隨加載角度的增加，法向響應(yīng)逐漸向純法向加載下的曲線逼近，而切向響應(yīng)則逐漸背離純切向加載下的曲線。結(jié)合VUMAT開發(fā)實(shí)際，對其在計算過程中的調(diào)用方式、變量傳遞順序和子程序中參數(shù)的功能等關(guān)鍵問題進(jìn)行了探索，為VUMAT的成功嵌入提供指導(dǎo)，重點(diǎn)研究了子程序中狀態(tài)變量的使用。利用嵌入VUMAT的彈塑性本構(gòu)模型對納米銀焊膏單面搭接實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了模擬。在擬合模型參數(shù)的過程中發(fā)現(xiàn)，同一溫度不同加載率下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所對應(yīng)的模型塑性參數(shù)只

4、有內(nèi)變量飽和值隨加載率變化，在實(shí)驗(yàn)溫度和加載率范圍內(nèi)內(nèi)變量演化方程中的指數(shù)均為1。此外，對內(nèi)變量飽和值率相關(guān)與溫度相關(guān)進(jìn)行了描述，得到了與實(shí)驗(yàn)吻合良好的結(jié)果。不同溫度下，內(nèi)變量飽和值表達(dá)式中的激活能均為100kJmol，剩下的三個系數(shù)分別有著相同的數(shù)量級。率相關(guān)內(nèi)聚力模型基本能描述實(shí)驗(yàn)結(jié)果的特性。隨著溫度的升高，該模型中的兩個主要參數(shù)——純加載模式下的最大應(yīng)力和界面完全分離位移分別隨之降低和增加。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：界面本構(gòu)模型，參數(shù)研究，