熔融沉积成型聚醚醚酮力学性能多尺度分析

摘要

对挤出成型(EM)聚醚醚酮(PEEK)和熔融沉积成型(FDM) PEEK试样进行单轴拉伸试验.结果 表明,与EM试样相比,FDM试样屈服强度为98.30 MPa,提高4.3％,拉伸模量无明显变化,断裂应变为22.6％,下降87.1％.FDM试样拉伸断口微观形貌显示,试样以脆性断裂为主,伴有部分韧性断裂,试样内部存在大量规则孔洞,显著降低材料的韧性.针对PEEK材料的拉伸过程,通过建立PEEK材料的Johnson-Cook模型,模拟了材料的拉伸断裂过程,vonMises应力最大偏差为5.8％,与试验较符合;从细观尺度模拟研究FDM不同搭接微孔洞对材料力学性能的影响,结果表明,与三尖瓣状微孔洞相比,星形线状微孔洞下制件承受的拉应力下降27.4％,丝材并行搭接将会降低材料的拉伸强度.