基于温度、应力梯度的全切口蠕变试验优化分析

全切口蠕变试验(FNCT)是通过改变温度、应力等方式,来评价聚乙烯材料耐慢速裂纹扩展(SCG)性能的重要方法。通过建立时间-温度梯度、时间-应力梯度及SEM断面分析等方式,在不同应力梯度(7.5~11.5 MPa)和不同温度梯度(40~70℃)条件下,对4种不同牌号的PE材料进行FNCT试验,研究应力、温度与试样断裂时间、裂纹张口位移量和切口断面韧带区面积之间的对应关系。试验发现,随着温度和应力载荷的增加,试样断裂时间逐渐缩短,裂纹张口位移量逐渐增加,切口断面韧带区面积逐渐减少,试样的失效形式由脆性失效逐渐转变为韧性失效。通过曲线拟合,得到了PE3材料的最佳试验应力,为8.67 MPa,最佳试验温度为50~60℃。

基于VMCOD确定裂尖反向塑性区尺寸的方法

为了及时掌握动态变化的裂尖塑性区尺寸,以承受交变拉伸载荷作用的含有中心穿透裂纹的有限平板模型为研究对象,提出了一种基于裂纹最大张口位移变化量确定动态变化的裂尖反向塑性区尺寸的简便方法.以理想弹塑性材料的无限大板为基础,通过理论分析和有限元数值计算,建立了裂尖反向塑性区尺寸与裂纹最大张口位移变化量之间的函数关系,并研究了模型尺寸、裂纹长度、弹性模量、屈服极限和应力比等因素对函数关系的影响.研究结果表明:提出的方法能够消除这些因素的影响,适用于应力比大于等于0交变载荷作用的任意材料的有限平板模型.