高密度聚乙烯材料在大变形条件下的数值模拟研究

作     者：陈自鹏 石少卿 罗伟铭 孙建虎 范兰心 CHEN Zipeng;SHI Shaoqing;LUO Weiming;SUN Jianhu;FAN Lanxin

作者机构：后勤工程学院军事土木工程系重庆401311 重庆市地质灾害防治工程技术研究中心重庆401311 湖南大学土木工程学院长沙410082 

出 版 物：《材料导报》 (Materials Reports)

年 卷 期：2017年第31卷第20期

页      面：135-139,146页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：全军后勤科研计划项目(BY211C015) 

主　　题：本构方程 有限元模型 高密度聚乙烯 单轴拉伸试验 

摘      要：针对高密度聚乙烯(HDPE)在大变形条件下有限元模型不易收敛、本构关系较为复杂的问题,对HDPE片材进行了单轴拉伸试验和数值模拟研究。通过对比试验结果和模型计算结果发现:非线性粘弹性本构模型与小变形条件下HDPE的单轴拉伸试验结果较为吻合,但与大变形条件下的试验结果相差较大;而Kwon模型的计算结果与大变形和小变形条件下的试验结果均较为吻合。同时,对Kwon模型的参数选择进行了优化,得到了100mm/min和150 mm/min拉伸速率下的优化参数,对大变形下片材的数值模拟具有较好的参考价值。此外,通过对条带单元的应力应变分析,可知HDPE条带在单轴拉伸下的应力应变呈不均匀分布,中心点区域是片材最大应力应变的集中点,这也解释了HDPE条带断裂多出现在中心区域的原因。