含内含物的随机纤维网络:增强机制

本文研究了嵌入颗粒内含物的无热随机纤维网络的力学行为。考虑填料尺寸与网络平均段长度相当的复合材料。包裹体在网络中以不同体积分数随机分布，并分别研究了纤维与填料的刚性粘结和不施加这种粘结的情况。在夹杂物存在的情况下，网络的小应变模量增加，而网络的应变硬化能力相对于未填充的情况有所下降。填充物引起的加固在松散纤维丝的稀疏网络中最为明显，这些纤维丝在未填充状态下以弯曲主导模式变形。随着未填充网络密度或纤维弯曲刚度的增大，填充效应迅速减弱。填料导致网络从柔软、弯曲为主的变形模式转变为刚性、拉伸为主的变形模式，这一转变是观察到的整体增强的主要原因。约束，即填料对网络运动学的限制，导致了这种转变。这些结果为在给定填充分数下稀疏交联网络和密集交联网络中观察到的增强差异提供了理由，并为网络基材料的进一步开发提供了指导。

链接-https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevE.99.063001