中高应变率和不同温度下离子型中间膜的拉伸力学性能及本构关系
2021-03-02陆钰佳陈素文
陆钰佳,陈素文,2,张 洋
(1.同济大学土木工程学院,上海200092;2.同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海200092)
夹层玻璃是一种通过高温高压处理将多层玻璃面板和中间层材料结合在一起的复合面板。在夹层玻璃的不同工作阶段,中间层材料有不同的力学贡献[1]:玻璃面板破碎之前,中间层材料在玻璃面板之间传递剪力,其剪切模量决定了剪力传递机制的效率;玻璃面板破碎之后,中间层材料粘结大部分玻璃碎片,其拉伸性能直接影响破碎后夹层玻璃的剩余承载力。
离子型中间膜(如SentryGlas®,简称SG)作为一种新型高性能中间层材料,与传统的聚乙烯醇缩丁醛(Polyvinyl Butyral,简称PVB)相比,具有强度高、模量大、延性好的优点[2-3]。尽管离子型中间膜已经被用于具有高性能要求的玻璃幕墙和玻璃结构中[4],但国内外对其拉伸性能仍缺乏全面系统的研究,已有研究主要集中在室温下材料的应变率效应[5-8]。Bennison 等[5]在室温下对离子型中间膜进行了0.1 s-1~125 s-1的拉伸试验,Zhang等[8]在33℃下进行了高达2000 s-1的动态拉伸试验,在1 s-1~700 s-1下得到了较稳定的试验曲线,但1000 s-1以上的应力-应变曲线振荡较大。研究结果表明:在室温下,随着应变率的提高,离子型中间膜强度提高但延性降低。作为一种高聚物,温度对离子型中间膜的力学性能影响不可忽略,但相关研究主要针对低应变率下的温度效应[9],对中高应变率和温度耦合作用下离子型中间膜的力学性能尚没有研究。此外,已有的夹层玻璃的动力分析中,多采用简化的分段弹塑性模型描述特定应变率下中间层材料的力学行为[10-12],而其他温度和应变率下的材料行为则通过插值获得,无法满足准确反映复杂应变率和温度下工程问题的需要。……
