【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水凝胶试件的单轴拉伸实验的
,尤其是指一种基于回型试件的水凝胶材料单轴拉伸实验测量方法。
技术介绍
单轴拉伸实验是测试材料力学属性的传统方法之一,可以较为简单又准确地得到材料的力学性能。单轴拉伸实验需要用夹具将试件固定到试验机上施加荷载。一般而言,传统夹具夹持试件两端,利用压缩产生的摩擦力防止试件滑移,使试件端部无相对滑动地跟随夹具产生轴向位移。由于试件端部除受轴向荷载外还有夹具所施加的横向荷载,试件端部最易破坏。为了试件能在中部断裂,测得材料在单轴拉伸荷载下的强度值,拉伸试件一般做成“狗骨头”型(或称“哑铃”型)。但水凝胶试件表面非常光滑,而且挤压过程中试件内部水分容易流出试件表面,进一步减小试件与传统夹具之间的摩擦系数,导致传统夹具难以稳固地夹持水凝胶试件。在实验过程中,试件端部与夹具极易发生相对滑移,使实验难以进行。另外,高含水率水凝胶材料的弹性模量非常小(1kPa-103kPa),传统夹具易给水凝胶试件端部带来巨大变形,哪怕做成“狗骨头”型试件也不能解决这个问题,这很可能使试件在实验前就已发生局部破坏,导致试件在端部断裂。其断裂时的应力并不能等同于材料的强度,因此不能得到水凝胶材料准确的强度值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服以水凝胶为代表的软材料单轴拉伸实验的困难,提供一种基于回型试件的水凝胶材料单轴拉伸实验测量方法,该方法采用回型试件能够很好地解决水凝胶试件在试验机上的夹持问题,使水凝胶材料单轴拉伸实验能够顺利进行,且排除应力集中问题,试件的断裂点均匀分布。另外,还
用数字图像相关法获得试件中部的变形, ...
【技术保护点】
基于回型试件的水凝胶材料单轴拉伸实验测量方法,其特征在于,包括以下步骤:1)制作回型水凝胶试件包括两根平行的细长柱体,两柱体两端分别被半椭圆实体相连,相连部分有半圆形凹槽,即半椭圆实体靠近两平行柱体的端面中间形成有半圆形凹槽,试件一体成型且左右对称,两平行柱体为回型试件的主体部分,柱体中部的变形是单轴拉伸实验的重要数据;半椭圆实体用于连接两柱体,其上的半圆形凹槽与刚性挂钩接触,将试件固定于试验机上;此处须注意:为避免刚性挂钩勒断试件,半圆形凹槽的半径要大于柱体截面边长;2)安装回型水凝胶试件用两刚性挂钩穿过试件,分别卡在两半圆形凹槽处,再用夹具夹持刚性挂钩另一端,挂钩直径与凹槽直径需相同,这样,回型水凝胶试件就会被固定于试验机上;3)拉伸实验实验过程中,用数字图像相关法记录试件两平行细长柱体中间部位即远离柱体端部处的变形,同时记录试验机上荷载的读数,由于两根圆柱体同时受到相同的荷载,且形状相同,材料相同,因此变形也相同,每根圆柱受到的荷载为试验机上读数的一半;实验后,结合数字图像相关法得到的试件应变,以及试验机上获取的荷载,获得PVA水凝胶材料准静态单轴拉伸实验的荷载‑位移曲线。
【技术特征摘要】
1.基于回型试件的水凝胶材料单轴拉伸实验测量方法,其特征在于,包括以下步骤:1)制作回型水凝胶试件包括两根平行的细长柱体,两柱体两端分别被半椭圆实体相连,相连部分有半圆形凹槽,即半椭圆实体靠近两平行柱体的端面中间形成有半圆形凹槽,试件一体成型且左右对称,两平行柱体为回型试件的主体部分,柱体中部的变形是单轴拉伸实验的重要数据;半椭圆实体用于连接两柱体,其上的半圆形凹槽与刚性挂钩接触,将试件固定于试验机上;此处须注意:为避免刚性挂钩勒断试件,半圆形凹槽的半径要大于柱体截面边长;2)安装回型水凝胶试...
【专利技术属性】
技术研发人员:许可嘉,张泳柔,汤立群,
申请(专利权)人:华南理工大学,
类型:发明
国别省市:广东;44
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