改性聚丙烯材料冲击断裂性能的各向异性研究

改性聚丙烯材料常用作容器、电子电器等日常用品结构件,但其内部拉扯纤维走向会导致材料性能存在差异,研究材料的宏观各向异性可以进一步改进材料性能,拓展其工程应用。本文利用自行搭建的基于LabVIEW的冲击试验系统对不同取向下改性聚丙烯材料进行落锤冲击试验,研究各向异性对材料冲击断裂性能的影响。对比分析了不同取向下的冲击力与时间的波形图,比较各向异性分别在单轴拉伸、准静态断裂、冲击断裂三种状态下对材料力学性能的影响,分析了准静态断裂、冲击断裂断口微观形貌。结果表明:各向异性对材料拉伸强度影响不大,对准静态断裂性能有明显的影响,但对抗冲击断裂性能影响最大;横向取向下的材料具有最优的抗拉性能、抗断裂性能和抗冲击性能。

最大荷载对硬质聚氯乙烯疲劳裂纹扩展的影响

为研究相同应力比下最大疲劳荷载对硬质聚氯乙烯(UPVC)疲劳裂纹扩展的影响,开展了单边缺口三点弯曲SE(B)试件Ⅰ型疲劳裂纹扩展试验,基于Paris公式绘制了疲劳裂纹扩展速率曲线,对试件断口微观形貌进行对比分析。结果表明:在不同荷载条件下,随着最大荷载降低,UPVC疲劳寿命增加;UPVC疲劳断裂过程符合次级断裂模式,最大荷载越大,断口微孔洞、纤维拉丝越明显。

UPVC材料Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹疲劳扩展研究

为探求UPVC材料复合疲劳裂纹扩展性能,获得复合疲劳裂纹速率等关键数据,对含单边裂纹的UPVC板材在0°及30°、45°、60°复合加载角度下进行Ⅰ-Ⅱ复合疲劳试验,发现复合疲劳寿命随着角度的增加而增加,加载角度越大寿命越长,纯I型寿命最短;利用数值计算得到了UPVC材料疲劳裂纹扩展过程中的等效应力强度因子幅值ΔK^(*),绘制了复合型疲劳裂纹扩展速率d a/d N-ΔK^(*)曲线,验证了采用的有限元方法的可靠性;给出了复合疲劳裂纹扩展速率d a/d N与ΔK^(*)的定量关系,可供工程中UPVC材料的结构抗疲劳计算与健康诊断参考。