纤维增强型泥浆泵活塞开裂行为的细观尺度分析

针对泥浆泵活塞的复合材料特征,考虑纤维增强体与橡胶基体之间粘结界面对宏观力学的影响,采用ABAQUS-Python二次开发的方法,生成了包含随机分布的纤维增强体的泥浆泵活塞模型;基于内聚力模型,建立了包含纤维增强体、异相材料界面相、橡胶基体和同相材料界面相的复合材料细观力学模型;以受轴向拉伸的泥浆泵活塞截面为研究对象,采用内聚力模型对界面的力学行为进行描述,通过试验对比,明确了界面性质对轴向拉伸性能的影响。结果表明,纤维对基体的增强效果随界面强度的提高而增强;增强体体积分数越大,应力集中程度更高,界面开始发生脱粘的应变越小,越容易发生开裂。