软材料应变率相关的验证拉伸特性
软材料动态拉伸响应精确测量的一个主要障碍是获得同时应力平衡、应力单轴和恒定应变速率下的材料响应问题。为解决这一问题，本文开展了基于分离式霍普金森压杆( SHPB )的动态拉伸实验，研究了软材料在大变形和中等动态应变速率( 100 ~ 102 s-1 )下的动态拉伸行为。实验采用交联聚二甲基硅氧烷( PDMS )弹性体作为模型材料。通过数字图像相关法( DIC )测量全场应变和应变率的演化，并采用应力平衡和变形单轴性的解析判据，证明了该试验方法在满足平衡、单轴性和应变率恒定3种条件下均能获得真实的稳态无惯性应力应变材料响应。还进行了10 - 3 - 10 - 1 s-1应变速率下的准静态实验对比。通过分析拟静态和动态应力-应变图以及单轴模量在所考察应变速率范围内的变化，表明PDMS的拉伸响应指向限制链延伸性，表现出微弱的非线性应变速率敏感性。最后，采用基于Gent应变能密度函数和最近提出的粘性耗散势的粘弹性超弹性模型来捕捉实验得到的响应。说明率相关应力-应变响应的所有特征均建模，拟合精度较好。