计及温度与应变率效应的超高分子量聚乙烯纤维束的拉伸力学性能

文中针对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维束在计及温度(-60～80℃)和应变率(1×10^-5～3.3×10^-2s^-1)的25种工况下，基于轴向拉伸实验数据，研究了UHMWPE纤维束力学性能的温度和应变率效应及其破坏模式。结果表明，UHMWPE纤维束的力学性能具有一定的应变率和温度效应，但后者具备更为强大的影响力，其使UHMWPE纤维束在温度高于50℃时强度产生显著下降；此外，低温在提升UHMWPE纤维束拉伸强度的同时也会削弱其力学性能的应变率效应，在-40～-60℃范围内，UHMWPE纤维束拉伸强度和失效应变基本不受应变率影响。在UHMWPE纤维束的损伤破坏模式研究中发现，在脆-韧性转变存在的温度区间内(25～80℃)，转变发生的临界应变率与温度之间具有密切联系，温度每升高约30℃，临界应变率就会提升1个量级。