形状记忆聚合物三维有限变形本构模型的建立与应用研究

项目名称： 形状记忆聚合物三维有限变形本构模型的建立与应用研究

项目编号： No.11402217

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 贾飞

作者单位： 西南科技大学

项目金额： 26万元

中文摘要： 形状记忆聚合物在微机械、医疗、航天航空等领域得到日益广泛的应用，近年来已成为智能材料研究领域的热点。本研究重点关注形状记忆聚合物材料的力学性能，旨在建立三维有限变形本构模型并植入到商用有限元软件中便于工程应用。首先，本研究拟在热力学框架内，基于现有的两相模型，考虑温度变化率等因素的影响，定义新的可清晰反映活跃相和冻结相间转化关系的物理量，建立形状记忆聚合物材料的三维有限变形本构模型。在此基础上，拟通过二次开发将本构方程嵌入到商用有限元软件ABAQUS中，建立稳定和高效的数值分析方法。最后，拟将发展得到的本构关系用于拓展形状记忆聚合物材料的应用。基于双层膜-软基底系统表面失稳的研究结果，拟通过数值模拟并结合相应的实验，研究形状记忆聚合物在表面形貌智能调控方面的潜在应用。本研究工作有望为设计和校核含形状记忆聚合物材料的工程结构带来便利，同时有望为开发形状记忆聚合物的潜在应用提供新的手段。

中文关键词： 形状记忆聚合物；本构模型；有限变形；智能调控；

英文摘要： Shape memory polymers (SMPs) have increasingly wide applications in MEMS, biomedical engineering, and aerospace field, which have become a research hotspot in the field of smart materials in recent years. This project focuses on the mechanical properties

英文关键词： shape memory polymers；constitutive model；finite deformation；intelligent regulation；