軟物質材料雙軸拉伸應力研究及影響因素分析 雙軸拉伸應力的測試方法
試驗設備:可使用凱爾測控專門的軟物質薄膜材料雙軸拉伸疲勞試驗機,如
IPBF-300,它支持單軸和雙軸加載測試,可與光學顯微鏡和X射線衍射儀聯用,觀察材料微觀結構變化,還能模擬特定環境下的力學性能。

樣品制備:根據測試標準制備所需尺寸和形狀的樣品,確保樣品表面平整、無瑕疵,且無明顯方向性。
測試過程:設定合適的拉伸速度、預加載力等參數,調整夾具位置,確保樣品受力均勻,然后開始試驗,設備將按照設定的參數對樣品進行雙軸拉伸,實時記錄應力-應變數據。

雙軸拉伸應力的影響因素
材料特性:不同軟物質材料的分子結構、結晶度等特性會影響其雙軸拉伸應力。例如,聚丙烯薄膜的楊氏模量、F2值、F5值等力學性能指標會受到其結晶性、拉伸條件以及添加劑混合量等因素的影響。
拉伸條件:拉伸速度、溫度、拉伸倍率等條件對雙軸拉伸應力有顯著影響。以聚丙烯薄膜為例,其在不同溫度下的楊氏模量和應力值會有所不同。
微觀結構:材料的微觀結構在雙軸拉伸過程中會發生變化,進而影響應力分布。如一體化拉脹彈性體在拉伸時,硬骨架和軟基體的相互作用以及應力分布情況,可通過有限元模擬分析進行研究。

雙軸拉伸應力的應用與意義
材料性能優化:通過雙軸拉伸應力的研究,可以了解材料在復雜應力狀態下的力學行為,從而優化材料的性能。例如,胡君教授課題組開發的一體化拉脹彈性體,通過特定的結構設計和動態界面愈合策略,顯著提高了材料的斷裂強度和斷裂伸長率。
實際應用模擬:許多軟物質材料在實際使用中會受到多方向的拉伸應力,如柔性電子器件、生物軟組織等。雙軸拉伸試驗能夠模擬這些實際工況,為材料的設計和應用提供重要的參考依據。