PC和PMMA兩種高分子材料拉伸試驗(yàn)和數(shù)值模擬研究.pdf

1、本文在SHIMADZU（津島）試驗(yàn)機(jī)上對(duì)PC（聚碳酸酯）和PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）材料進(jìn)行了在不同溫度和不同應(yīng)變率下的準(zhǔn)靜態(tài)單向拉伸試驗(yàn)。PC材料的試驗(yàn)溫度分別為30℃、60℃、90℃、120℃，拉伸速率為2.5mm/min和7.5mm/min，相應(yīng)的應(yīng)變率為0.00033 s-1和0.001 s-1。PMMA材料的試驗(yàn)溫度為30℃、45℃、60℃，拉伸速率為1.25mm/min和5mm/min，相應(yīng)的應(yīng)變率為0.0002s-1和0

2、.0008s-1。試驗(yàn)結(jié)果表明：PC材料和PMMA材料的力學(xué)性能具有明顯的應(yīng)變率和溫度相關(guān)性，當(dāng)應(yīng)變率越大時(shí)，屈服應(yīng)力增大，斷裂伸長(zhǎng)率減小，當(dāng)溫度升高時(shí)，屈服應(yīng)力減小，斷裂伸長(zhǎng)率增大。且應(yīng)變率與溫度對(duì)PC材料和PMMA材料的影響存在時(shí)-溫等效效應(yīng)，升高溫度的同時(shí)增大應(yīng)變率可以得到相同的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。
　　通過對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)及圖像的分析，選取合適的本構(gòu)模型（DSGZ本構(gòu)模型）對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值模擬。首先，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定模型常數(shù)，以此得出

3、PC材料和PMMA材料的DSGZ本構(gòu)方程。為使模型與試驗(yàn)更加符合，對(duì)PC材料的DSGZ本構(gòu)方程進(jìn)行了改進(jìn)，及確定了改進(jìn)后的DSGZ本構(gòu)方程。其次，運(yùn)用FORTRAN語言對(duì)有限元軟件ANSYS進(jìn)行自定義本構(gòu)模型的二次開發(fā)，即編寫PC材料的改進(jìn)后的DSGZ本構(gòu)模型和PMMA材料的DSGZ本構(gòu)模型在ANSYS中的用戶材料子程序。并且通過單元拉伸數(shù)值模擬試驗(yàn)來驗(yàn)證子程序的可行性。最后，運(yùn)用已經(jīng)建立好的材料子程序?qū)C材料和PMMA材料進(jìn)行拉伸數(shù)