软材料应变率相关的验证拉伸特性

ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 15:40
文章英文标题
Validated Tensile Characterization of the Strain Rate Dependence in Soft Materials
正文
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。
文章内容(英文)
A major obstacle in the accurate measurement of the dynamic tensile response of soft materials is the issue of obtaining material response under simultaneous stress equilibrium, stress uniaxiality and constant strain rate. To resolve this issue, a split-Hopkinson pressure bar (SHPB)-based dynamic tension experiment is developed in this study, which has sufficient fidelity to ensure temporal and spatial accuracy of the stress state, to investigate soft materials under large deformations and intermediate dynamic strain rates (10\u003csup\u003e0\u003c/sup\u003e-10\u003csup\u003e2\u003c/sup\u003e s\u003csup\u003e−1\u003c/sup\u003e). Cross-linked polydimethylsiloxane (PDMS) elastomer is chosen as a model material. By examining the evolution of full-field strain and strain rate measured using digital image correlation (DIC) and employing analytical criteria for quantifying stress equilibrium and deformation uniaxiality, it is demonstrated that the proposed test method yields a true steady-state and inertia-free stress-strain material response when all three conditions of equilibrium, uniaxiality and strain rate constancy are satisfied. Quasi-static experiments at 10\u003csup\u003e−3\u003c/sup\u003e-10\u003csup\u003e−1\u003c/sup\u003e s\u003csup\u003e−1\u003c/sup\u003e strain rate are also conducted for comparison. By analyzing the quasi-static and dynamic stress-strain plots and the variation of uniaxial moduli in the investigated range of strain rates, it is shown that the tensile response of PDMS points to limiting chain extensibility and exhibits a weak nonlinear strain rate sensitivity. Finally, a visco-hyperelastic model based on the Gent strain energy density function and a recently proposed viscous dissipation potential is employed to capture the experimentally obtained response. It is shown that all the features of the rate-dependent stress-strain response are modeled with good fitting accuracy.
来源出处
Journal|[J]International Journal of Impact Engineering2021. PP 103949-
谷歌学术影响力
[db:学术影响力]
DOI
https://doi.org/10.1016/J.IJIMPENG.2021.103949

PDMS臻品推荐

PDMS-微流控基质材料-PDMS/道康宁SYLGARD184-聚二甲基硅氧烷/0.5KG(组)

产品说明书PDF自助在线看:http://www.pdmshub.com/sih

信息更新:

美国总工厂生产的0.5KG原始包装的PDMS延期至2021年9月16日后才能交货,默认我们将发国内库存的进口分装产品(02085925-0.5KG);另受制于有机硅大幅涨价潮影响,2021年9月1日后将上调销售价格,另行通知。Dow Corning=道康宁=Dow SiL=陶氏,都是同一家公司。 2021.09.01更新

美国总工厂生产的0.5KG包装的PDMS恢复正常进口,合法正规,质量金标准,欢迎订购使用。并承诺从我司购买的皆为原厂包装,100%未开封,附带技术手册,非国产灌装仿制、非分装、非仿冒外包装产品,可以放心使用。大量订购更有优惠。2021.04.01更新

备注:由于dowsil与道康宁公司合并,美国总工厂生产的PDMS,价格涨幅高达1倍之多,因针对科研用户使用,特备货规格0.5KG。如果您需要美国总工厂原厂生产的大规格包装的预定,可以与QQ 11366508联系给予报价/货期。2021.05更新

此链接为PDMS-微流控芯片/PDMS/道康宁SYLGARD184/小桶0.5KG装的链接。

一般性的产品性能参数表参考以下小桶装的参数:

微流控芯片/PDMS/道康宁SYLGARD184;微流控芯片/PDMS/道康宁SYLGARD184;微流控芯片/PDMS/道康宁SYLGARD184;

品牌型号:道康宁SYLGARD184

包装规格:0.5KG/罐[含有45.4g固化剂,总重量为0.5KG]

产品颜色:保质期限:36个月

存放环境说明:室温,阴凉处保存

备注说明:

美国道康宁道康宁SYLGARD 184硅橡胶是由液体组分组成的双组分套件产品,包括基本组分与固化剂。基本组分与固化剂按10:1重量比完全混合,中等粘度混合液的稠度与SAE 40机油相似。无论厚薄,混合液将固化成为具有韧性的透明弹性体,最适用于电子/电气方面的封装与灌封应用。 道康宁SYLGARD 184硅橡胶在25~150℃的温度范围内固化,无放热现象,无需二次固化。固化过程完成后,可立即在-55~200℃的温度范围内使用。 产品特性:低毒性,在常规的工业操作中,无特别的注意事项; 无溶剂或固化副产物, 固化时不放热;无需特殊的通风条件,不会产生腐蚀;固化时,收缩量小; 固化后, 透明具有弹性;抗震与减缓机械震动;振动的传递性能小;元件可裸视检查与易修补性; 环保性能;低吸水性,良好的耐辐射性能;高真空状态下的低漏气性; 优异的电性能;较大温度范围内的稳定性, 抗解聚;在-55~200℃范围内,甚至在密闭状态下保持弹性与柔韧性,性能稳定; 阻燃性,UL可燃性分级为94 V-1,温度等级:130℃ 产品用途: 道康宁SYLGARD 184硅橡胶在电气/电子的封装与灌封方面有广泛的应用。