EPDM非线性力学行为及其拉伸速率特性研究

为研究三元乙丙(ethylene propylene diene monomer, EPDM)力学行为的拉伸速率依赖性,分别开展了拉伸速率为3、30、300、500 mm/min下EPDM的单轴拉伸实验,分析了EPDM非线性力学行为规律及其拉伸速率特性。基于分数阶Kelvin-Vogit模型、ZWT模型和OGDEN模型,对应变160%时不同拉伸速率的实验曲线进行了拟合,对比研究了模型的表征能力。结果表明,EPDM全程加载曲线呈典型“S”型,具有显著的非线性迟滞特性,且拉伸速率越大迟滞环面积越大,阻尼损耗能力越强;在应变大于68%阶段,EPDM力学行为的拉伸速率特性显著,并呈现硬化现象。分数阶Kelvin-Vogit模型和OGDEN模型适用于EPDM在低拉伸速率下、应变低于68%阶段黏弹性材料的力学行为的表征;ZWT模型适用于EPDM在高拉伸速率下应变高于100%阶段黏弹性材料的力学行为的表征,且ZWT模型在低拉伸速率下也具有较好的拟合效果。研究结果可为EPDM制品的性能评估及优化提供有益参考。

拉伸速率和转速位置对Nb47Ti合金拉伸测试的影响

利用万能试验机研究了拉伸速率和转速位置对Nb47Ti合金拉伸测试的影响,通过计算其真应力-应变曲线、加工硬化指数(n)和应变速率敏感系数(m)分析了Nb47Ti合金的力学行为。结果表明:Nb47Ti合金加工硬化能力十分有限,其屈强比接近1;随着拉伸速率的提高,加工硬化效果进一步减弱;拉伸速率对强度的影响较为显著,根据恒速率拉伸法计算其应变速率敏感系数为0.0263。转速试验中,随着拉伸速率的转换,应力值骤增。在加工硬化阶段的不同应变处转速时,突变幅值相对稳定,但整体随着应变量的增加而降低。本研究可为Nb47Ti合金拉伸测试时拉伸速率和转速点等参数的选取提供参考。

拉伸速率对天然橡胶/有机黏土复合材料力学性能的影响

采用I.44P有机黏土填充天然橡胶(NR)制备天然橡胶/有机黏土复合材料(NRCNs),考察拉伸速率对NRCNs力学性能的影响。结果表明,单轴拉伸测试下,拉伸速率为50 mm/min时,NRCNs的力学性能最优,拉伸强度达到19.50 MPa,较拉伸速率为500 mm/min时的拉伸强度提高了22.64%;随着拉伸速率的提高,NRCNs的结晶度逐渐减小,表明NRCNs在较慢的拉伸速率下降温结晶性能更好。多轴拉伸测试下,当应变为120%、拉伸速率为50 mm/min时,NRCNs的力学性能最优,拉伸强度达到0.38 MPa,较拉伸速率为10 mm/min时的拉伸强度提高了8.57%;在相同的拉伸速率下,经过单轴拉伸的NRCNs的拉伸强度为0.8 MPa,较多轴拉伸的NRCNs的拉伸强度提高了128.57%。

拉伸速率对05Cr17Ni4Cu4Nb钢拉伸试验结果的影响

分别以0.9 mm/min、7 mm/min、24 mm/min的拉伸速率对05Cr17Ni4Cu4Nb钢进行了拉伸试验,以揭示拉伸速率对05Cr17Ni4Cu4Nb钢拉伸性能的影响。分析了在测定了RP0.2后以较高速率进行的拉伸试验对Rm真实值的影响。结果表明:拉伸速率不同,测定的05Cr17Ni4Cu4Nb钢的拉伸性能也不同;随着拉伸速率的提高,由于瞬时惯性作用拉伸曲线偏高,测定的Rm值明显大于真实值。合理选择和控制拉伸试验不同阶段的拉伸速率是确保试验结果真实和可靠的重要条件。

不同拉伸速率对SUS304不锈钢室温拉伸力学性能的影响

研究拉伸速率对SUS304不锈钢室温拉伸性能的影响,分析了材料在拉伸过程中微观组织、马氏体转变量和温度的变化。实验结果表明,当拉伸速率为0.005s-1时,材料表面温度升高明显;速率小于0.005s-1时,随着速率的减小,马氏体转变量明显增多;当速率大于0.005s-1时,马氏体转变量少,但变化不大。随着拉伸速率的提高,材料的屈服强度略有增加,抗拉强度和延伸率明显降低。基于拉伸实验结果,提出了考虑应变速率的SUS304不锈钢本构模型,该模型能较好的反映拉伸速率对真应力-应变曲线的影响规律。

拉伸速率对NEPE推进剂力学性能的影响

运用单向拉伸手段,研究了不同拉伸速率(0.5～500 mm/min)、测试温度(25～70℃)对NEPE推进剂最大抗拉强度σm和最大伸长率εm的影响。试验结果发现,NEPE推进剂σm和εm均与拉伸速率v呈幂律函数关系,建立了相关性较好的幂函数方程σm=k(T)va和εm=f(T)vb。利用该方程,对极慢拉伸速率下NEPE推进剂σm和εm进行了预示,计算结果可为固体火箭发动机设计及推进剂贮存性能研究提供技术支持。

拉伸速率对PA6聚集态结构和拉伸性能的影响

对PA6进行不同速率下的拉伸试验,同时采用XRD、DSC分析PA6聚集态结构变化。结果表明:当拉伸速率为10、20 mm/min的低速拉伸时,由于PA6晶体经历了破坏后分子链取向排列结晶再破坏的过程,发生二次屈服现象。当拉伸速率增大到50 mm/min以上时,二次屈服现象消失。随着拉伸速率的增加,PA6晶体破坏严重,导致结晶度下降,表现出屈服强度呈上升趋势,同时分子链没有足够的时间发生运动、取向排列,表现为断裂伸长率呈下降趋势。

拉伸速率对尼龙6力学性能和颈缩区结晶度的影响

以己内酰胺为原料,通过开环聚合法制备了尼龙6材料。利用电子万能试验机对尼龙6材料进行了10,20,50 mm/min三种不同速率的拉伸实验,结果表明,随着拉伸速率的增加,尼龙6的屈服强度略有增加,而断裂伸长率和断裂能则大为减少。利用差示扫描量热仪对拉伸后试件的结晶度进行了测试,结果表明,在颈缩区有新的晶型生成;随着拉伸速率的增加,结晶度也随之增大,当拉伸速率为50 mm/min时,其颈缩区结晶度比初始结晶度提高了27.5%。

BOPP薄膜拉伸速率对薄膜性能的影响

选取一种BOPP薄膜专用料做薄膜双向拉伸试验,在不同拉伸速率下制备BOPP薄膜试样,并对原料性能及所制备薄膜的光学性能、力学性能等进行研究,建立起了薄膜拉伸速率与薄膜拉伸成型和薄膜性能间的对应关系,从而为BOPP薄膜的工业化生产和薄膜原料开发提供借鉴。

拉伸速率对CMDB力学性能的影响

采用单向拉伸实验研究了不同拉伸速率(2～200 mm·min-1)条件下CMDB推进剂的应力——应变曲线变化规律,并得到了不同温度条件下(-50～50℃)拉伸速率对CMDB推进剂最大拉伸强度和最大伸长率的影响。结果表明:CMDB推进剂的应力——应变曲线大体可分为3个阶段;同样拉伸速率条件下,CMDB推进剂的最大拉伸强度和最大伸长率随温度升高分别减小和增大;同样温度条件下,最大拉伸强度和最大伸长率随拉伸速率增加分别增大和减小;CMDB推进剂的最大拉伸强度、最大伸长率与拉伸速率存在较好的幂函数关系。

土工格栅拉伸速率试验分析

通过对土工格栅(塑料格栅和玻纤格栅)在不同速率下进行拉伸试验,得出拉力—变形曲线及2%,5%应变和峰值拉伸强度、最大断裂力时的延伸率等数据。经过对数据分析和曲线拟合,得出格栅受拉伸速率影响的规律,并最终选定合适的室内拉伸试验速率。结果表明,塑料格栅和玻纤格栅,纵、横向的断裂拉力随着拉伸速率的增加而增大,延伸率随着拉伸速率的增加而减小。塑料格栅和玻纤格栅,纵、横向同等规格时,纵向拉伸强度总体大于横向拉伸强度。

Al-Ni-Y三元合金不同拉伸速率的定向凝固组织

在5K/mm温度梯度下,运用不同拉伸速率0.5、1.0、5.0、10.0、25.0mm/min对成分为95.67at%Al、2.80at%Ni、1.53at%Y的三元合金进行定向凝固实验,通过X射线衍射和光学显微镜对其组织进行分析。结果表明:α-Al相、Al3Ni相和Al23Ni6Y4相为Al-Ni-Y三元合金在该成分点的组成相;当拉伸速率为0.5mm/min时,组织中无明显初生相;随拉伸速率的增加,组织趋于均匀,初生α-Al相逐渐细化且数量增多;当拉伸速率高于10mm/min时,组织中存在α-Al相和Al3Ni相共晶与α-Al相和Al23Ni6Y4相共晶。

定应力和拉伸速率对复合固体推进剂反复拉伸试验的影响

为了获得交变应力作用下推进剂的疲劳性能参数,利用材料试验机对推进剂试件进行了反复拉伸试验,考察了定应力和拉伸速率对推进剂疲劳破坏的影响。结果表明,当拉伸速率一定时,推进剂试件所受的定应力越大,其循环破坏次数越少,而且应力水平和循环破坏次数的自然对数符合指数函数关系;当应力不变时,拉伸速率越快推进剂试件越容易发生破坏。试验所获得的推进剂疲劳性能参数可用于预估固体火箭发动机在交变应力作用下的寿命。

拉伸速率对氨纶力学性能的影响研究

氨纶被外力拉伸时,拉伸速率与其内部链段运动速率的差值对氨纶的力学性能影响很大。为研究不同拉伸速率对氨纶力学性能的影响,选用晓星公司生产的线密度为622.2 dtex的氨纶,在仅改变拉伸速率的情况下对氨纶进行一系列的弹性试验,测试其应力松弛率、弹性回复率、塑性变形率等力学性能。结果表明:当定伸长率为300%,拉伸速率分别为500、400、300、200和100 mm/min时,随着拉伸速率的增加,氨纶的应力松弛率不断增加,弹性回复率不断减小,塑性变形率不断增大。

拉伸速率对PLA/PUR–T材料拉伸行为与形态的影响

以聚乳酸(PLA)和热塑性聚氨酯(PUR–T)为基体,通过双螺杆挤出机进行熔融混合制备了一系列PLA/PUR–T(质量比分别为90/10,50/50,10/90)共混物,将共混物通过立式注塑机制备标准拉伸试样;再利用万能试验机制备了PLA/PUR–T材料的拉伸样条并对其进行了不同拉伸速率下的拉伸测试,选取不同拉伸状态下的试样分别进行扫描电子显微镜观察。结果表明,当PLA为基体相,PUR–T为分散相时,PLA/PUR–T材料的最大塑性应力较高,在较低的拉伸速率下,其材料的屈服平台区和断裂应力较大,断面形貌呈现液滴态–粗纤态–细纤态的演变,随着拉伸速率的升高,其材料的屈服平台区消失,断面形貌呈现粗纤态–细纤态的演变;当PUR–T为基体相,PLA为分散相时,PLA/PUR–T材料的最大塑性应力较低,其材料的表现出强烈的拉伸强化和极大的拉伸应变行为,断面形貌呈现连续的粗长纤态–细长纤态的演变。

慢应变拉伸速率和H_2S,Cl^-及H^+浓度对08Cr2AlMo钢应力腐蚀开裂的影响

通过慢应变速率拉伸、均匀设计和扫描电镜等方法,研究了慢应变拉伸速率和H2S,Cl-及H+浓度对08Cr2AlMo钢应力腐蚀开裂敏感性的影响。研究表明,随着拉伸应变速率的减小,08Cr2AlMo钢在饱和H2S溶液中的应力腐蚀敏感性基本呈单调增加的趋势,拉伸速率为5.67×10-6s-1时试样已发生应力腐蚀开裂。H2S,Cl-及H+浓度对08Cr2AlMo钢的应力腐蚀开裂敏感性具有重要影响作用,影响因素两两之间存在协同作用。在饱和H2S溶液中,杂质离子Cl-和H+对08Cr2AlMo钢的应力腐蚀开裂具有促进作用。

基于POLYFLOW模拟不同微孔形状及拉伸速率的共挤出流动

以聚酰胺6(PA6)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)两种聚合物为原料,应用POLYFLOW软件模拟并列型PA6/PET熔体共挤出过程的现象,讨论了2种熔体在不同入口角、不同长径比的微孔结构下的挤出胀大比的变化规律。结果表明:长径比较小时,入口角对挤出胀大比有一定的影响;长径比较大时,入口角对挤出胀大比几乎没有影响;随着长径比的增加,挤出胀大比逐渐减小。随着拉伸速率的增加,挤出胀大比减少;拉伸速率过大时,容易产生熔体破裂,因此,适当的拉伸速率可以减小挤出胀大比。

不同拉伸速率下的ECTFE薄膜单轴拉伸试验

针对厚度为250μm的乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ethylene-chlorotrifluoroethylene,ECTFE)薄膜,沿MD及TD方向裁取哑铃形试样,分别进行不同拉伸速率下(0.02、0.20、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、10.00 min-1)单轴拉伸试验,通过分析应力-应变曲线,得到了弹性模量、屈服强度、抗拉强度和断裂延伸率等力学参数及其变化规律.试验结果与分析表明:ECTFE薄膜材料沿MD及TD方向的单轴拉伸力学性能基本相同;应力-应变曲线呈现明显的非线性,从拉伸初始至断裂共经历线弹性、应变软化、冷拉和应变硬化4个主要阶段;弹性模量、屈服强度、抗拉强度和断裂延伸率等主要力学参数与拉伸速率之间呈现非线性指数关系,并给出了其非线性拟合公式,可用于预测ECTFE薄膜在不同拉伸速率下的的相关力学参数.

慢加载时拉伸速率与铸铝合金的力学性能

在研究了慢加载条件下拉伸速率与球墨铸铁间力学性能的关系后 ,将试验对象扩展到铸铝合金 .结果证实 ,在ε′ =10 -1～ 10 -4s-1范围内 ,铸铝合金的力学性能亦随拉伸速率的逐渐减慢呈峰状变化 ,即先逐渐增加 ,到某一最大值后又逐渐降低 ,曲线的走向与球墨铸铁的相应曲线极为相似 .

拉伸速率对Mar-M247镍基高温合金高温强度的影响

采用不同的拉伸速率测试了900℃下Mar-M247镍基高温合金的拉伸强度,研究了高温条件下拉伸速率对高温合金材料强度的影响。结果表明:恒定试验速率下,较高的速率使得Mar-M247镍基高温合金的规定塑性延伸强度和抗拉强度更高。横梁位移速率不同时,Mar-M247镍基高温合金的高温抗拉强度随拉伸速率的增加而增大。高温拉伸时在屈服强度以后阶段是否需要加速或者在什么时候加速所得到的结果更为准确,还缺乏理论和实践的支撑,需要开展大量的试验研究工作。