IMD膜PET材料力学性能及其本构模型研究

来源：爱站旅游

针对某公司IMD产品在生产过程遇到的诸多问题,如IMD膜(PET材料)起皱、图案变形等。为了解决以上问题,就需要掌握其材料力学性能及变形规律,提出了构建PET材料本构模型的必要性。

首先研究IMD膜在成型过程中的变形行为,根据PET膜的实际变形行为进行实验需求分析,构建符合材料成型过程的力学实验。其次,根据实验需求进行实验夹具、实验方案的设计。

为研究温度T、应变率ε等因素对PET材料力学性能的影响,对材料进行了初次实验,包括试样的单向拉伸实验和循环加卸载实验;通过后续对实验夹具、方案的改进,设计了同一温度、例外拉伸速度,例外温度、同一拉伸速度两种形式下的PET材料单向拉伸试验。并通过后期Mathcad软件处理,获取PET材料的真实力学性能,并对弹性模量、屈服强度、伸长率等力学性能指标进行了相应分析。

采用唯像建模法,基于实验数据和成熟的聚合物本构模型构建金属合模成型条件下PET材料本构模型。根据PET材料实际的力学性能将本构模型分为三部分:温度效应项、塑性变形及应变硬化项、弹性变形及应变软化项,并通过实验数据拟合材料模型参数。

将材料本构模型从一维形式推广到三维形式,推导PET材料雅可比矩阵。运用Fortran语言设计编写UMAT材料子程序,将子程序导入到ABAQUS软件中进行有限元模拟仿真分析,验证了材料子程序的正确性,为后续繁复形状IMD产品的研究和IMD膜的变形控制打下了基础。

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