Экспериментальное обоснование определяющих соотношений для аморфного полимера с памятью формы при больших деформациях
Автор: Тихомирова К.А., Труфанов Н.А.
Статья в выпуске: 2, 2015 года.
Бесплатный доступ
Целью настоящей работы является экспериментальное обеспечение ранее предложенной авторами модели для описания термомеханического поведения стеклующихся полимеров при больших деформациях. Для этого проведен ряд термомеханических испытаний образцов из эпоксидной смолы с относительно слабой сшивкой, для которой в размягченном состоянии возможно проявление больших деформаций. Проведено три серии экспериментов на приборе ДМА в режиме приложения регулируемой осевой сжимающей нагрузки и изменяющейся температуры с измерением продольного перемещения. Целью первой серии испытаний являлось обоснование выбора упругого потенциала для описания поведения рассматриваемого материала. Для этого производилось деформирование образцов в размягченном состоянии с постоянной скоростью нагружения. Сделан вывод о применимости потенциала Пенга-Ландела для описания процесса деформирования эпоксидной смолы. Вторая серия включала ряд установочных экспериментов для нахождения параметров модели. Производился нагрев образцов с постоянной скоростью под постоянной сжимающей нагрузкой. Приведено сравнение результатов при различных значениях скоростей и нагрузок. Описана методика определения параметров модели. Часть параметров принята константами материала; для других получена линейная аппроксимация зависимости от скорости изменения температуры и уровня нагрузки. Третья серия представляет собой проверочный эксперимент, в качестве которого выбран цикл памяти формы. Выполнена аппроксимация экспериментальных данных численной моделью с использованием параметров, найденных в ходе установочного эксперимента. Показана хорошая согласованность результатов эксперимента с численным расчетом. В статье также дан краткий обзор наиболее распространенных экспериментальных схем, реализующих цикл памяти формы.
Аморфный полимер, определяющие соотношения, память формы, релаксационный переход, стеклование, термомеханический эксперимент, эпоксидная смола
Короткий адрес: https://sciup.org/146211558
IDR: 146211558 | DOI: 10.15593/perm.mech/2015.2.10
Список литературы Экспериментальное обоснование определяющих соотношений для аморфного полимера с памятью формы при больших деформациях
- Термомеханика полимерных материалов в условиях релаксационного перехода/В.П. Матвеенко, О.Ю. Сметанников, Н.А. Труфанов, И.Н. Шардаков. -М.: Физматлит, 2009. -176 с.
- Atli B., Gandhi F., Karst G. Thermomechanical characterization of shape memory polymers//Journal of Intelligent Material Systems and Structures. -2008. -No 2. -Р. 544-552.
- Cui J., Kratz K., Lendlein A. Adjusting shape-memory properties of amorphous polyether urethanes and radio-opaque composites thereof by variation of physical parameters during programming//Smart Materials and Structures. -2010. -Vol. 19. -No. 6. -P. 065019. DOI: DOI: 10.1088/0964-1726/19/6/065019
- Ghosh P., Srinivasa A.R. A two-network thermomechanical model and parametric study of the response of shape memory polymers//Mechanics of Materials. -2013. -Vol. 60. -P. 1-17.
- Thermomechanical constitutive modeling in shape memory polymer of polyurethane series/H. Tobushi //Journal of intelligent material systems and structures. -1997. -Vol. 8. -No. 8. -P. 711-718.
- Shape fixity and shape recovery in a film of shape memory polymer of polyurethane series/H. Tobushi //Journal of Intelligent Material Systems and Structures. -1998. -Vol. 9. -No. 2. -P. 127-136.
- Analysis of the finite deformation response of shape memory polymers: I. Thermomechanical characterization/B.L. Volk //Smart Materials and Structures. -2010. -Vol. 19. -No. 7. -P. 075005. DOI: DOI: 10.1088/0964-1726/19/7/075005
- Santiago D., Ferrando F., De la Flor S. Influence of Holding Time on Shape Recovery in a Polyurethane Shape-Memory Polymer//Journal of Materials Engineering and Performance. -2014. -Vol. 23. -No. 7. -P. 2567-2573.
- Shape Memory Properties of Polyetherurethane Foams Prepared by Thermally Induced Phase Separation/T. Sauter //Advanced Engineering Materials. -2012. -Vol. 14. -No. 9. -P. 818-824.
- Тихомирова К.А., Труфанов Н.А., Шардаков И.Н. Численное и экспериментальное исследование термомеханического поведения стеклующихся полимеров в случае больших деформаций//Вычислительная механика сплошных сред. -2013. -Т. 6. -№ 4. -С. 475-482.
- Описание наследственных эффектов при стекловании и размягчении эпоксидных связующих/И.Н. Шардаков, Н.А. Труфанов, В.П. Бегишев, О.А. Шадрин, О.Ю. Сметанников//Пластические массы. -1991. -№ 9. -С. 55-58.
- Сметанников О.Ю., Труфанов Н.А., Шардаков И.Н. Определяющие соотношения термомеханического поведения полимерных материалов в условиях стеклования и размягчения//Известия РАН. Механика твердого тела. -1997. -№ 3. -С. 106-114.
