熔融沉积PLA材料动态力学行为及本构模型研究

作者：雷经发; 魏展; 刘涛^*; 孙虹; 段焕天

来源：中国塑料, 2020, 34(11): 59-65.

DOI：10.19491/j.issn.1001-9278.2020.11.011

• 聚乳酸
• 应变率
• 分离式霍普金森压杆
• 熔融沉积成型

为分析低、高应变率下增材制造熔融沉积材料聚乳酸(PLA)的静、动态力学性能,利用万能材料试验机和分离式霍普金森压杆(SHPB)实验装置分别对3种打印速度(40、80、120 mm/s)的PLA材料进行加载应变率为0.000 5、1 000、1 500、2 000 s-1的静、动态力学性能测试,并观测了试样表面微观形貌。结果表明,PLA材料的弹性模量、屈服应力随应变率的增加而显著增加;微观形貌分析发现,打印速度为80 mm/s的材料缺陷较少,相同应变率下,该打印速度材料的弹性模量和屈服应力明显高于40 mm/s和120 mm/s2种打印速度材料;静态载荷下,PLA材料会出现明显的弹性和塑性阶段,且塑性段呈现出了应变软化现象;动态载荷下,PLA材料具有显著的黏弹性特征,选取朱-王-唐(ZWT)模型建立了材料的黏弹性本构,该本构模型拟合曲线与实验曲线吻合较好。

• 单位
  安徽建筑大学