基于数字图像相关法的熔融沉积聚乳酸材料动态力学性能测试

摘要

为研究熔融沉积聚乳酸(PLA)材料动态的力学性能,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对PLA材料进行了加载应变率分别为880、1230、1650、2230 s-1的动态压缩实验,通过高帧率图像采集设备获得了不同应变率下PLA材料的变形图像,结合数字图像相关(DIC)法分析得到PLA试样表面沿加载方向的应变场,并对应变率进行了分析.结果表明,熔融沉积PLA材料在动态载荷作用下的变形过程存在弹性阶段、塑性阶段和卸载阶段;随着应变率的增加,PLA材料在塑性阶段出现了显著的塑性流动区域;PLA材料的压缩强度和最大应变均随应变率增大而增大;利用DIC法测得在整个动态冲击实验过程中,应变在试样中分布基本均匀,应变范围随应变率增大而增大,应变率在整个加载过程中基本保持恒定;DIC法测得的应变与SHPB实验基本一致,应变率误差均小于3％,表明本研究使用的DIC法能够应用于SHPB实验.