某些聚合物损伤-破坏的力学行为分析

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高聚物是比较典型的粘弹性材料,其力学性能依赖于温度、负荷时间、加载速率和应变幅值等条件。本文采用有机玻璃(PMMA )作不同应力水平下的蠕变试验,通过对试验结果的分析得到了非线性粘弹性本构方程,据此可以对长期蠕变作出预测。 对于聚合物,当载荷水平较高或作用时间较长时,会出现非线性变形或变形局部化现象,其往往表现为银纹。现有的研究表明,聚合物的断裂是一个从微观到细观,再到宏观的过程,银纹的生长规律在其中起着桥梁的作用。本文在不同的应力水平下,观测了PMMA 拉伸时银纹的生长过程,得出了损伤随时间的变化规律,并且定义了损伤区的应力。这对于研究聚合物的强度和使用寿命具有重要意义。 文章最后将两个试验结果结合起来,得出了损伤区的应力-应变关系式,通过比较发现它与蠕变试验得出的本构关系式,实质上是一致的。本文将宏观与细观结合起来,研究了聚合物破坏之前的缺陷演化对材料力学性能的影响,在此基础上定义的损伤区应力避免了不合理或不确切的假设,具有一定的适用性。
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