探讨模型的其他相关问题

6.7.4.1　不包含γ(c1）中的c1相关性

石墨烯填充物的存在会使得变形存在更多的异质性，并因此使延展性金属在给定损伤状态下有更多的微孔洞。这反过来导致了c1相关的γ(c1)，例如在方程(6.3)～(6.4)中的cv＝γ(c1)D 和γ(c1)＝γ0＋。高石墨烯含量下更多微孔洞的存在使得纳米复合材料的极限破坏应变下降，因此图6.7中应力-应变曲线与没有c1相关性的曲线相比向左移动。为了精确显示它的影响，图6.13分别给出了在η＝0和η＝52.8下的计算结果。很明显，对于c1＝2.5%的情形，无c1相关性的极限破坏应变从0.143增长至0.175；对于c1＝1%的情形，它从0.238增长至0.248。最大强度发生在深度破坏状态前，因此最大强度对于包含和不含c1相关性的结果基本保持不变。

图6.13　rGO/Cu纳米复合材料在不同石墨烯含量下考虑和不考虑方程(6.4)中γ的c1相关性的应力-应变曲线

6.7.4.2　不包含渐进损伤过程

类似地，如果石墨烯纳米复合材料在计算过程中不包含渐进损伤过程，应力-应变曲线会体现不同的特点。图6.14分别展示了包含和不包含渐进损伤过程的计算结果。每种情况下两条曲线不同的点表示了渐进损伤过程的开始。可以看出，没有渐进损伤过程，真实应力会持续单调增加，计算结果不会展现出实验中观察到的最大强度和延展性。这一比较表明渐进损伤对于需要将模型运用到破坏阶段是一个关键因素。

图6.14　rGO/Cu纳米复合材料考虑和不考虑渐进损伤的应力-应变曲线

6.7.4.3　不包含界面非理想指数ρ(cv）中的孔隙率相关性(www.xing528.com)

下面讨论方程(6.29)中金属基质孔隙率对界面非理想指数ρ的影响。由于金属中微小孔隙的分布会被石墨烯夹杂的存在所影响，一种考虑此效应的方法是使得非理想界面参数随着孔隙率的上升而增长。当非理想界面指数与孔隙率无关时，界面性质会保持它固有的数值ρ0，它不能够考虑非理想界面条件下微小孔洞增加的影响。很明显在石墨烯周围具有大孔隙率的极端情况下，脱粘很可能会发生，并且具有cv相关的界面会允许脱粘的产生。另一个可供选择的方法是一个多尺度的孔隙分布规律，在石墨烯周围孔隙率更高，远离石墨烯则孔隙率降低。但这种方法会增加模型的复杂性并且带来许多难以确定的参数。cv相关的非理想界面参数ρ可以保持模型的简洁性，同时可以考虑石墨烯周围具有更多微小孔洞的影响。

为了定量显示ρ中cv的影响，图6.15显示了ζ＝0和原始ζ＝40的计算结果。很明显，在c1＝2.5%时没有cv相关性的非理想界面指数使破坏应变从0.140增长至0.142，并且当c1＝1%时它会从0.232增长至0.239。拉伸强度在考虑和不考虑ρ的cv相关性情况下均保持相对不变，与图6.13类似。

6.7.4.4　微观结构参数α的影响

最后，讨论微观结构参数——石墨烯的长细比α——对纳米复合材料整体性质的影响。图6.16显示了原始长细比0.008和一个更小的长细比0.005的计算结果。可以看出，当长细比减小时，拉伸强度会增加同时破坏应变会减小。由于本模型已经足够通用化，其他微观结构参数可以采用相似的方法进行讨论。

图6.15　rGO/Cu纳米复合材料在不同石墨烯含量下考虑和不考虑方程(6.29)中ρ的cv相关性的应力-应变曲线

图6.16　rGO/Cu纳米复合材料在不同石墨烯长细比下的应力-应变曲线