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1、目前,常用于微管吸吮實(shí)驗(yàn)分析的力學(xué)模型主要有半無(wú)限體模型和球模型,為了驗(yàn)證李永勝等人推導(dǎo)的球模型的彈性近似解的合理性,本文選取110甲基乙烯基硅橡膠材料來(lái)對(duì)微管吸吮實(shí)驗(yàn)?zāi)P凸竭M(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。材料選定后,首先將該材料制成圓柱體試件,應(yīng)用INSTRON5544材料拉伸試驗(yàn)機(jī)對(duì)圓柱體試件進(jìn)行了單軸壓縮的力學(xué)特性測(cè)試。然后將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入近似本構(gòu)關(guān)系表達(dá)式中,該近似本構(gòu)關(guān)系是本文根據(jù)已有的三種模型的應(yīng)變能密度函數(shù),即Neo-Hookea模型、Mo
2、oney-Rivilin模型和Yeoh模型,采用泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)的辦法求得。結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與近似本構(gòu)關(guān)系,應(yīng)用origin軟件進(jìn)行非線性擬合處理,得到了分別用上述三種本構(gòu)模型描述該材料時(shí)的力學(xué)性能參數(shù),擬合所求得名義應(yīng)力-應(yīng)變曲線與實(shí)驗(yàn)曲線吻合較好。
為了驗(yàn)證材料參數(shù)的合理性,應(yīng)用ABAQUS有限元軟件進(jìn)行了模擬分析。包括:用軸對(duì)稱(chēng)單元建立模型,用擬合所得材料參數(shù)表示該超彈性材料的材料屬性,邊界條件與單軸壓縮實(shí)驗(yàn)時(shí)保持一致,最后
3、將模擬所得名義應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,以驗(yàn)證Neo-Hookea模型、Mooney-Rivilin模型和Yeoh模型的材料參數(shù)的合理性。
用該材料制作了不同直徑的實(shí)心小球試件,模擬微管吸吮實(shí)驗(yàn)過(guò)程,用外徑12mm、內(nèi)徑10mm的鋼管對(duì)小球試件進(jìn)行吸吮實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中,用手動(dòng)試壓泵施加壓力,激光位移傳感器測(cè)量小球的吸入長(zhǎng)度,并通過(guò)DHVTC振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)觀察并記錄施加不同壓力下的位移信號(hào)圖像。由于DHVTC振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)輸
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