超高分子薄膜双向拉伸的数值模拟

针对一类超高分子聚合物薄膜材料(UHMWPE),通过单向拉伸实验获得了载荷-大变形曲线,并由弹塑性线性强化本构关系,拟合得到了相应的弹性模量、屈服应力、切线模量(硬化模量)等材料参数。将较大尺寸试件的有限元模拟结果和相应的实验结果进行对比,指出弹塑性线性强化本构关系可适用于UHMWPE薄膜大变形分析。应用弹塑性大变形有限元数值模拟了直线、抛物线、三次曲线、双圆弧等4种常见曲线导轨双向拉伸变幅区内的应力分布。为了减弱拐点处的应力集中,提出了圆弧-直线-圆弧的导轨曲线,计算分析表明,优化后的导轨曲线可以使变幅区薄膜的应力分布更加均匀,并且处于较低水平,达到了导轨优化的效果。