聚氨酯高聚物注浆材料剪切测试与有限元模拟1)
2021-01-08王道路王超杰石明生樊炳森
力学与实践 2020年4期
关键词:模型
王道路 王超杰 石明生 赵 鹏 樊炳森 李 阳
(郑州大学水利科学与工程学院,郑州450001)
高聚物注浆材料是由多异氰酸酯和多元醇类等原料组成[1],因其具有快硬、早强、环保、膨胀特性可控等优点,在基础工程的加固维修及应急抢险领域被广泛应用[1-4]。基于工程的应用,不少学者对高聚物注浆材料的压缩、拉伸等力学性能进行了系统的研究,剪切性能作为重要力学参数,其重要性不言而喻,但对其剪切性能的研究却少有报道。
20世纪末,谢若泽等[5]采用Hopkinson扭杆技术对聚氨酯泡沫塑料进行了动态剪切试验研究,但研究表明Hopkinson扭杆技术不适用于剪切强度较高(大于18.66 MPa)的聚氨酯材料。卢子兴等[6]采用低速扭转实验对聚氨酯泡沫塑料剪切强度进行了研究,并提出了剪切强度经验公式。近年来,Marsavina等[7]使用双V形开槽试样的Iosipescu剪切试验方法评价了聚氨酯泡沫的剪切强度,并对测试过程中的应变进行了测量。Escusa等[8]基于ISO 1922及ASTM C273标准,评价了用于地板夹层板芯材的聚氨酯泡沫的剪切性能,且研究了不同跨厚比对材料剪切强度的影响,跨厚比从2增加到12时,剪切强度增加了45%。在此基础上,Beverte[9]通过自制的轴向夹紧式拉伸仪,对聚氨酯泡沫塑料的剪切强度和模量进行了测试。Peter等[10]通过斜板冲击试验研究了冲击速率及压应力对加强型聚氨酯材料剪切强度的影响。Yuan等[11]采用兹威克罗埃尔高速材料试验机对聚氨酯弹性体(PUE)进行了剪切力学性能的研究,通过循环剪切试验发现剪切速率对PUE材料的剪切强度影响显著,并据此建立了 PUE材料的流变本构模型。……
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