异步轧制Pb-Ca-Sn-Al合金晶界节点分形分析

Velcro® 和 Dual-lock 粘扣力学性能的实验与数值分析

张军，王佳琦，袁振伟

（郑州大学 化工与能源学院，郑州 450001）

创新点说明：

Velcro® 和 Dual-lock 粘扣虽然被广泛应用，但其力学性能却研究很少，本文通过拉伸，剪切，从不同拉伸和剪切角度的影响、不同拉伸和剪切速率的影响实验，以及双臂梁和180^o剥离实验，分别研究两种粘扣的力学性能，并分析比较它们各自特点。然后采用内聚力模型，分析了双臂梁和180^o剥离断裂过程。计算结果与实验结果相符合，尤其是模拟Dual-lock 粘扣180^o剥离过程，能很好地分析波动开裂过程。

研究方法：

实验采用Instron力学试验机，并利用Arcan夹具。选用3M生产的两种不同性能的粘扣，基板采用工字型铝材并用特殊固定方式。分别对两种粘扣进行了拉伸，剪切，不同拉伸和剪切角度影响，不同拉伸和剪切速率的影响实验，以及双臂梁和180^o剥离实验。用ABAQUS软件，利用内聚力粘接单元，对双臂梁和180^o剥离断裂过程进行了模拟。

研究结果：

拉伸和剪切实验发现Velcro®粘扣的力学性能与延展性材料类似，Dual-lock粘扣更像脆性材料；不同的施加力角度对其粘接强度影响不明显；施加力速率对其粘接强度有一定影响，Velcro®和Dual-lock粘扣在10-20 mm/min拉伸速率时有很高的粘接强度。利用内聚力粘接单元，对双臂梁断裂和180^o剥离过程进行了模拟，计算结果与实验结果符合，尤其是模拟Dual-lock 粘扣180^o剥离过程，能很好地分析波动开裂过程。

结论：

Velcro®粘扣应用在延展性链接处适合，Dual-lock 粘扣适合脆性链接；这两种粘扣采用10-20 mm/min的拉开速度有较高的粘接强度。内聚力模型能很好模拟这两种粘扣的断裂过程，可作为理论工具对粘扣进行设计和研发。

关键词：Velcro®粘扣，Dual-lock粘扣，力学性能，内聚力模型，数值预测