DEFORM圆柱体坯料压缩变形过程应变场分布的研究(9)
文献资料表明:有机玻璃是一种热塑性塑料，热变形温度为90～100℃，当加热时，分子间的作用力减弱，材料变软，最后在温度≥200℃下，成为粘性液体，冷却后固化，这个过程可以循环，因而可以进行热塑性成形。这里是在冻结温度（125℃）下有机玻璃的压缩在冻结温度（125℃）下有机玻璃的压缩。
因此，上述试样制备完成后，将外箍模型放入真空干燥箱内，缓慢加热至125℃，保温2 小时,使其热透。取出放置在平板硫化机上分别进行压下率为20%、33.8%、38.3%的热压缩变形实验，变形结束后，停机保压10min,以得到压缩变形后的试样，如图3.15所示。考虑到有机玻璃试样从压机上取下时，并没有完全冷却，会发生回弹现象。因此，将取下的压缩变形后的试样放入水中进行水冷半小时，待试样完全冷却后取出。由于压缩变形后试样发生了不均匀变形，上、下端面变形程度较小，中间部分变形程度较大。所以，只能利用锯子将外箍破坏，取出试样，见图3.16。压缩变形后的有机玻璃半圆柱体试样的实物模型，如图3.17所示。分别测量不同压下率下有机玻璃圆柱体试样的网格线的变化，得到各网格的变形，并将数值模拟结果与实验结果相比对，结果分别如图3.18，图3.19和图3.20所示。
图3.15 放入平板硫化机里压缩变形后的试样
图3.16 外箍锯开后的试样
3.17 压缩变形后的有机玻璃半圆柱体试样的实物模型
图3.18压下率为20%时r=0处应变值的数值模拟结果与实验结果对比
图3.19压下率33.8%时r=0处应变值的数值模拟结果与实验结果对比
图3.20压下率38.3%时r=0处应变值的数值模拟结果与实验结果对比
针对上述三个不同压下率压缩变形后的试样，分别测量了其中心线及非中心线上的网格变形情况，将各点数据坐标及应变分布数据输入mathematics，调用函数ListContourPlot，得到不同压下率下应变场分布的等值线图，与数值模拟中相对应的等值线图进行对比，结果如图3.21所示
图3.21 不同压下率时试样内部应变场分布的实验结果
a)变形程度ε=20% ：b)变形程度ε=33.8%：c)变形程度ε=38.3
上述实验验证结果表明：不同变形程度下，圆柱体试样不同压下率时对称中线r=0处的应变分布情况的数值模拟结果与实验结果基本一致。另外，由图3.21还可以看到，a）图中最大的应变值为-0.245，在Deform模拟中得到的最大应变值为-0.248，两者的误差小于1.21%；b）图中最大的应变值为-0.522，在Deform模拟中得到的最大应变值为-0.531，两者的误差小于1.7%；c）图中最大的应变值为-0.56，在Deform模拟中压下率38.3%时得到的最大应变值为-0.568，两者的误差小于1.41%。上述验证结果均较吻合，这就证明了本文采用的有限元模拟法在分析压缩变形过程中应变场分布方面的可行性和可靠性。
3.5 光塑性法验证
3.5.1实验设备
设备名称 光弹仪
规格、型号 TST-280
主要用途 用于材料力学和实验力学课程的实验教学。演示应力集中、圣文南原理、孔边应力分布、三点弯曲梁和四点弯曲梁应力分布演示分析等实验。
使用说明 1.通光孔径：280mm
2.线偏振镜（起偏镜+检偏镜）有效直径：280mm
3.1/4波片镜有效直径：280mm
4.载荷：0～200kg(精度：5‰)
5.光源：LCD光源
6.线偏振镜刻度盘：0~360°，最小刻度值1°
7.1/4波片刻度盘：0~360°，最小刻度值1°
8.同步旋转
图3.22光弹仪
3.5.2 切片光塑性实验