聚氯乙烯弹性体动态拉伸力学性能实验研究
2021-07-16雷经发姜锡权段飞亚
雷经发,宣 言,刘 涛,姜锡权,段飞亚,魏 展
(1.安徽建筑大学机械与电气工程学院,安徽 合肥 230601;2.工程机械智能制造安徽省教育厅重点实验室,安徽 合肥 230601;3.合肥姜水动态力学实验技术有限公司,安徽 合肥 230031)
软质高分子聚合物材料因生产成本低、质量轻、具有良好的抗冲击性能等优点在军工、汽车、航空、电子[1–4]等行业得到广泛应用,如用于汽车碰撞实验的假人皮肤材料[5]、航空航天仿生材料[6]等。在上述领域,构件/材料常受动态冲击载荷作用,明确其动态力学性能,构建描述其黏弹性力学特征的本构模型,可为软质高分子聚合物材料的设计开发、性能优化及可靠性分析提供理论模型和方法支撑。
学者们曾利用分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson pressure bar,SHPB)装置对PVC弹性体等软质高分子聚合物材料开展了动态压缩力学性能研究[7–8]。与SHPB相比,分离式霍普金森拉杆(Split Hopkinson tensile bar,SHTB)装置采用拉伸加载形式,便于开展材料的动态冲击损伤、变形、断裂等行为研究。近年来,研究人员已对丁氰橡胶[9]、聚脲[10]、半晶聚合物高密度聚乙烯(HDPE)[11]、猪皮[12]、聚氨酯弹性体[13]等低阻抗软材料进行了静、动态拉伸力学性能测试。同时,自动网格法应变测量[14]、脉冲整形[15]等技术以及高/低温环境箱[16]、扫描电镜[17–18]、高速摄像机[19]等装置也被用于软材料的拉伸变形、裂纹萌生及扩展机理分析。通过静、动态拉伸实验发现:软质高分子聚合物材料的拉伸强度会随着应变率对数的增大而线性增加,且不同分子链结构的软质高分子聚合物在同一高拉伸应变率下有不同的拉伸强度和拉伸应变[20]。……
