PMMA銀紋損傷時—溫—應(yīng)力等效研究.pdf

1、高聚物是比較典型的粘彈性材料,其力學(xué)性能依賴于溫度、負(fù)荷時間、加載速率和應(yīng)變幅值等條件.其中,溫度和時間的影響尤其明顯.高聚物及其復(fù)合材料正越來越廣泛地應(yīng)用于各種工程結(jié)構(gòu)中,其非線性黏彈行為是必須考慮的因素,而根據(jù)時間—溫度—應(yīng)力等效原理,常溫低應(yīng)力條件下的長期非線性力學(xué)行為可以等效為高溫高應(yīng)力條件下短期非線性力學(xué)行為來進(jìn)行研究.本文以高分子物理學(xué)、含缺陷流變性物體的材料破壞理論為基礎(chǔ),以實驗為手段,以工程中常用的PMMA為研究對象,對

2、PMMA銀紋損傷的時間—溫度—應(yīng)力相關(guān)行為進(jìn)行了研究.作者從微力學(xué)角度出發(fā)建立了銀紋的損傷模型,對PMMA試件不同溫度、不同加載時間和加載應(yīng)力條件下銀紋的引發(fā)和演化規(guī)律進(jìn)行了實驗研究和理論分析,得到了PMMA材料銀紋引發(fā)和演化的一般模型;依據(jù)時間—溫度—應(yīng)力等效原理,建立了PMMA材料銀紋損傷時間—溫度—應(yīng)力等效的WLF方程,根據(jù)實驗結(jié)果確定了方程中的參數(shù);運用研究結(jié)果模擬了銀紋損傷的演化,并用實驗結(jié)果進(jìn)行了驗證.具體地,1、在不同溫度

3、下進(jìn)行PMMA銀紋損傷引發(fā)觀測,討論了銀紋損傷引發(fā)的溫度相關(guān)性;探討了特定溫度下PMMA銀紋損傷引發(fā)的應(yīng)力和加載時間相關(guān)性,為高聚物材料的損傷和使用壽命的研究提供了良好的基礎(chǔ).2、從微觀角度提出了銀紋微纖承載和斷裂理論,定義了銀紋損傷的一般模型.對實驗結(jié)果進(jìn)行理論分析,得到了不同溫度條件和應(yīng)力水平的PMMA銀紋損傷演化方程.3、依據(jù)時間—溫度等效原理,探討了PMMA銀紋損傷的時間—溫度—損傷等效性,得到了PMMA材料銀紋損傷溫度相關(guān)性的

4、WLF方程,根據(jù)實驗結(jié)果求出了其中的參數(shù).4、依據(jù)時間—應(yīng)力等效原理,探討了PMMA銀紋損傷的時間—應(yīng)力—損傷等效性,得到了PMMA材料銀紋損傷應(yīng)力相關(guān)性的WLF方程,根據(jù)實驗結(jié)果求出了其中的參數(shù).5、依據(jù)時間—溫度—應(yīng)力等效原理,探討了WLF方程聯(lián)合移位因子分步移位的可行性.建立了PMMA材料銀紋損傷時間—溫度—應(yīng)力等效的WLF方程,求出了其中的參數(shù).根據(jù)所得結(jié)論對PMMA銀紋損傷演化進(jìn)行了數(shù)值模擬,并與實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較,驗證了結(jié)論