剪切双悬臂梁试样的力学

《International Journal of Solids and Structures》：Mechanics of the shear double cantilever beam specimen

　　

摘要

薄材料层在机械强度和界面完整性至关重要的应用中无处不在。然而，对其面外行为的实验表征仍然极具挑战性。由于相关的牵引-分离关系中存在陡峭的下降阶段，常规测试方法——通常基于均质应力状态的假设——往往在获得完整的牵引-分离关系之前就出现失稳现象。

剪切双悬臂梁（SDCB）试样通过配置力平衡进行评估，提供了一个稳定的框架，可在其中测量完整的牵引-分离响应。本研究开发了一种方法，用于考虑II型和III型对所测配置力的贡献。研究确定了两个控制参数，用以调控这两种模式的相对贡献，并提出了最小化II型影响的策略。

该方法与近期开发的一种牵引-分离定律相结合加以实施，并在两种截然不同的薄层材料上进行了验证：一种是高柔性的压敏胶，另一种是商用纸板。这些材料的机械性能相差数个数量级。与纸板相比，胶料的试样设计使II型的贡献显著减小，这突显了所识别参数在控制模式混合方面的重要性。借助SDCB试样，以往在合理试样尺寸下无法获得的材料数据如今已可测量。

Ulf Stigh | K. Svante Alfredsson | Anders Biel