在膨胀的聚合物管的膨胀形成中产生不弹性效应
Fatemeh Rouhani1, Jack Wurster Pazin1, Brian A Young2
1Department of Mechanical Engineering and Material Science, University of Pittsburgh, Pittsburgh, PA 15261, USA. velankar@pitt.edu.
聚氨管表现出独特的膨胀行为,这种行为在超弹性材料中没有见过. 粘弹性解释了诸如没有膨胀的最大压力和膨胀期间逐渐下降的压力等现象.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固体力学 固体力学是什么
- 聚合物物理 聚合物物理
背景情况:
- 软管中的膨胀不稳定性对于超弹性材料是众所周知的.
- 聚氨管在膨胀过程中显示复杂的变形模式,这些变形模式偏离了超弹性预测.
研究的目的:
- 为了研究聚氨管的膨胀行为,这些管不是严格的超弹性.
- 识别和解释观察到的独特的变形模式和压力反应.
主要方法:
- 实验性膨胀聚氨管在一个恒定的速度.
- 观察和记录各种变形形状 (例如,多个突起,传播突起).
- 实验结果与现有的超弹性管理论和有限元素模拟进行比较.
主要成果:
- 观察到各种形状,包括不规则的轴对称形状,单一的传播凸起和均的圆柱体.
- 值得注意的是,压力最大值可以在没有膨胀的情况下发生,与超弹性材料不同.
- 记录了长时间 (长达一小时) 的逐渐降压和通气后的永久变形.
结论:
- 现有的超弹性理论未能捕捉到聚氨管中观察到的行为.
- 建议粘弹性特性,特别是材料反应缓慢,可以解释长时间的高压和多凸形成.
- 该研究强调了在软管膨胀力学中考虑粘性弹性的重要性.
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