互穿相复合材料

摘要\n通过一个考虑增强相弯曲变形的理论模型分析了互穿相复合材料( IPCs )的弹性模量。通过文献数据以及嵌入聚二甲基硅氧烷( PDMS )基体的3D打印聚合物增强体构建IPCs的模拟和实验结果对模型进行了验证。增强体呈Octet Truss和Kelvin Cell格子形式，已知其在弹性变形时表现出非常不同程度的弯曲。当基体模量较低时，模型能够解释钢筋支柱的弯曲是如何导致整体IPC模量远低于其他理论模型预测的。当基体模量增加到增强材料的20 %以上时，不同的晶格设计对IPC模量没有显著影响。基体模量的进一步增加将压杆的弹性响应推向等应变极限，因为基体有助于更均匀地分配载荷，抑制压杆的弯曲，特别是对于低密度点阵。该模型能够考虑广泛的不同组成模量，也适用于采用随机泡沫加固的IPCs。本研究得出的见解有望对设计增强体和基体弹性模量相差几个数量级的聚合物基IPCs特别有用。