形状记忆聚氨酯热力耦合变形行为实验和有限元模拟

摘要：

在室温下对形状记忆聚氨酯进行不同应变率下的单调拉伸实验,结合红外测温仪对试样表面温度进行同步监测,研究拉伸过程中的热力耦合效应.结果 表明:当应力达到屈服峰后,分子链解缠导致了屈服软化,同时分子链之间的摩擦诱发了局部化温升;随着载荷继续增加,分子链在拉伸方向优先取向导致应变硬化发生,响应的应力和温度不断升高.同时发现,屈服峰和局部化温升均随着应变率的增加而显著增加,然而材料耗散生热诱导的应变软化和应变硬化之间存在竞争机制,使得局部化塑性流动过程对应变率的敏感性降低.基于有限元软件ABAQUS建立板状试样拉伸的有限元模型,对形状记忆聚氨酯的拉伸变形进行热力耦合分析.通过比较不同时刻的塑性应变场和温度场云图发现,局部化的塑性流动和温升均从初始缺陷处萌生,并逐渐向中间移动直至扩展到整个试样.进而提取不同加载速率下的平均温升曲线与实验结果进行了对比,发现二者吻合度较高.

关键词：形状记忆聚氨酯、热力耦合、塑性流动局部化、温升、率相关

所属期刊栏目：47

分类号：O34;O63(固体力学)

资助基金：国家自然科学基金资助项目11572265;四川省杰出青年基金2017JQ0019

在线出版日期：2019-11-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：133-140