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Cyclic Fatigue of Nanoparticle Modified Epoxy

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Fatigue Fracture toughness Nanoparticle modified epoxy

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简介：

Sincetheintroductionofnanotechnology,nanoparticleshavebeenextensivelyusedinpolymermatrixcompositesasreinforcements.Thus,researchonthemechanicalperformanceofnanocompositeshascontinuouslyattractedgreatattentionwithinboththescientificandengineeringcommunities.Inrecentyears.theeffectsofsilicananoparticlesandrubbernanoparticlesonthestaticfracturetoughnessofbulkepoxieswereinvestigatedinourpreviousstudy.Itwasfoundthatrubber/epoxycompositeshavehightoughnessandrubber/silica/epoxyhybridcompositespossesswell-balancedelasticstiffnessandfracturetoughness.Asengineeringmaterials,nanocompositesareoftensubjectedtocyclicloadingconditions.Besidestheirstaticmechanicalproperties,theirfatigueproperties,suchasfatiguelifetime(S-Ncurve),fatiguethreshold(AKtriorAGtri)andfatiguecrackpropagationrate(da/dN),arealsoofgreatimportance.Inourpreviousstudy,S-Ncurvesforun-notchedsmoothsampleswereobtained,whichshowedthatthefatiguelifeofepoxywasincreasedbyaddingsilicananoparticlesbutdecreasedbyaddingrubbernanoparticles.Amorerecentworkonthefatiguecrackgrowthofnanoparticlemodifiedepoxyreportedthatthefatiguecrackgrowthratesda/dNofalltestedsamplesobeyedParispowerlawandshowedfatiguethresholdsAGtri.SilicananoparticlesincreasedAGtriofneatepoxybutrubbernanoparticlesdidnot.However,bothnanoparticlesdecreasedda/dNatgivenAGintheParisregimecomparedtoneatepoxy,thoughsilicananoparticleismoreeffectivethanrubber.Followingabovesystematicexperimentsonthefractureandfatigueofnanoparticlemodifiedepoxy,thispaperisaimedtopresentaquantitativeanalysisonthefatiguelifeofnanoparticlemodifiedepoxy.Differenttougheningmechanismsobservedfrompreviousexperimentswillbeconsideredinthenumericalpredictionofthefatiguelifeandthefailuremode.Themodellingandthesimulationmethoddevelopedfromthisstudywillbeverifiedbyexperimentalresults.

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liu

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2013-06-21 16:16:06

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