控制十字形样本的局部合规性,以探测等轴轴失效

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 聚合物力学 聚合物力学
• 软物质物理学 软物质物理学

背景情况:

• 多轴应力状态在工程设计中很常见,但在软聚合物中具有挑战性.
• 现有的机械测试标准主要侧重于刚性材料,为软聚合物和凝留下了一个空白.
• 研究人员经常确定定制的方法和几何形状,用于探测软材料的多轴行为.

研究的目的:

• 设计和验证十字形样本,以量化软聚合物在双轴张力下的故障行为.
• 调查样品几何形状和刚度对多轴变形和故障的影响.
• 建立一种可靠的方法来描述软材料在复杂负载条件下的机械反应.

主要方法:

• 设计的十字形样本与腿和中心方形之间的受控相对合规性.
• 利用数字图像相关性 (DIC) 精确量化局部变形.
• 在样本设计中,角形几何和腿横度的系统变化.

主要成果:

• 控制样品腿与中心方形的相对符合性对于观察多轴故障至关重要.
• 样品腿的横向刚度显著影响了中心区域变形的均性.
• 从十字形样本中获得的故障应力与单轴延伸和等轴膨胀试验相一致.

结论:

• 开发的十字形样本设计和测试方法使得在双轴张力下软聚合物故障的准确表征成为可能.
• 在实现均变形和可靠的故障测量方面,几何考虑,特别是腿部合规性和角设计,至关重要.
• 这些发现对于在具有多轴应力状态的环境中使用软材料的结构和设备的设计至关重要.