循環(huán)疲勞力學(xué)性能測試

    為了更全面的分析和研究硅烷改性聚氨酯密封膠材料的力學(xué)特性，還進(jìn)行了循環(huán)載荷下的疲勞測試。分析溫度和循環(huán)加載歷史對聚氨酯密封膠材料力學(xué)性能的影響，對聚氨酯密封膠試件進(jìn)行不同溫度下的單軸分步循環(huán)載荷試驗(yàn)。1、平均應(yīng)變分步減小加載，每一個加載步驟以平均應(yīng)變15%遞減進(jìn)行循環(huán)試驗(yàn)。2、平均應(yīng)變分步增大加載，每一個加載步驟以平均應(yīng)變15%遞增進(jìn)行循環(huán)試驗(yàn)。測試采用應(yīng)變循環(huán)控制，以三角波形加載，應(yīng)變速率為8X10一s，應(yīng)變幅值恒定為27%。分別在298, 333, 363, 393和423K的溫度條件下，分四步進(jìn)行循環(huán)拉伸測試，每個加載步循環(huán)50圈。試驗(yàn)方案如表2.4所示。

單軸拉伸過程的有限元分析

    為了分析材料在拉伸過程中的斷裂位置，利用COMSOL Multiphysics對材料進(jìn)行應(yīng)力場和溫度場研究。材料選擇Polyurethane非線性彈性材料，幾何構(gòu)建與聚氨酯密封膠試件尺寸大小保持一致。二維的模型構(gòu)建方式，進(jìn)行固體力學(xué)層面的瞬態(tài)研究。邊界條件設(shè)定:固定約束、邊界載荷、指定位移和指定速度。

    在實(shí)際的拉伸過程中，聚氨酯密封膠試件的兩端均為夾持端，其中一端為固定區(qū)域，而另一端為拉伸區(qū)域，中間為實(shí)際的應(yīng)變變化區(qū)域。利用自由四邊形網(wǎng)格和單元應(yīng)力隨應(yīng)變的增大，始終保持穩(wěn)定，且與聚氨酯密封膠試件的拉伸長度無關(guān)。在整個拉伸過程中，聚氨酯密封膠試件應(yīng)變變化區(qū)域承受的應(yīng)力隨時間呈現(xiàn)整體的均勻變化。在應(yīng)力場的基礎(chǔ)上，分析溫度隨時間變化的狀態(tài)圖，如圖2.11所示。

    從圖2.10 (a)可知，在沒有進(jìn)行拉伸時，聚氨酯密封膠試件固定區(qū)域和應(yīng)變變化區(qū)域的分界處，有應(yīng)力產(chǎn)生。這是因?yàn)樵贠s時，聚氨酯密封膠試件已處于拉直緊繃的狀態(tài)。crystalweddingfactory.com.cn