考虑温度和加载影响的离子型中间膜拉伸力学性能

为研究温度和加载影响的离子型中间膜的拉伸力学性能,在低应变率范围内对其进行了-40℃~80℃的单调拉伸试验以及室温下的循环加卸载拉伸试验。基于试验结果,确定了离子型中间膜的力学性能特征指标。结果表明,随着应变率的升高和温度的降低,其强度普遍提高,但极限应变有所降低;断后试件有约80%的不可恢复变形;循环加卸载拉伸曲线的包络线与其相同条件下的单调拉伸试验曲线基本一致,随卸载应变的升高,其加卸载耗能能力提高,而割线卸载模量先减小后增大。基于试验结果,给出了低应变率下的G’Sell本构关系。在此基础上,根据割线卸载模量的变化,提出了加卸载应力-应变的变模量模型,对比模型预测关系曲线与试验曲线,两者吻合较好。

中高应变率和不同温度下离子型中间膜的拉伸力学性能及本构关系

为系统研究中高应变率和不同温度下离子型中间膜的拉伸力学性能,进行了1 s−1~800 s−1和−40℃~60℃下的系列动态拉伸试验。基于试验结果,确定了离子型中间膜的关键力学参数,并着重分析了温度和应变率的影响:随着应变率的升高和温度的降低,离子型中间膜的初始弹性模量、屈服强度和抗拉强度均普遍提高,但极限应变有所降低。基于G’SELL本构模型,建立了离子型中间膜的本构关系,根据试验结果标定了模型参数,模型预测结果与试验曲线吻合较好。采用应力补偿更新算法开发了用户子程序,实现了该文所提出的本构关系在LS-DYNA中的应用,并通过数值结果与试验结果的比较验证了用户子程序的有效性。