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大部分高聚物的力学性能依赖于温度、持荷时间、加载速率和环境等因素,其中,温度和时间的依赖性尤为显著。同时,银纹化和银纹损伤是高聚物特有的一种现象,细观层次的银纹引发、生长和断裂在聚合物损伤断裂的整个过程中起着承前启后的作用,它是沟通宏、微观变形机制的桥梁,是材料塑性变形的机制之一,同时又是材料宏观破坏以前微观上损伤、破坏的开始,它代表材料微观断裂和屈服之间的一个中间状态,可以看作是聚合物材料宏观断裂的先兆,受到国内外学者们的广泛关注。因此,开展工程聚合物变形、破坏以及时间相依和温度依赖性等非线性力学行为研究,探讨聚合物破坏过程中的非线性力学行为,为聚合物及其复合材料的改性、实现聚合物的工程化与高性能化提供重要的理论依据,具有重要的理论研究意义和实际应用价值。 本文以高分子物理学、含缺陷流变性物体的材料破坏理论为基础,以实验为手段,以工程中常用的PMMA为研究对象,对PMMA银纹破坏的非线性力学行为进行了研究。作者采用显微技术,对PMMA在蠕变或松弛条件下,不同应力水平和不同基温下的PMMA银纹损伤进行了实验研究。经图像处理,得到了在不同应力水平下、不同基温下,PMMA试件纹损伤面密度随时间的变化规律。具体地, 1.根据聚合物时间相依的粘弹性机理,对PMMA试件进行了单轴拉伸蠕变实验,着重研究了高聚物粘弹性变形的非线性及应力水平相关性;在此基础上,对实验数据进行拟合,得到了各个材料参数,并对几种现有的一维蠕变理论进行了对比分析; 2.对PMMA在恒定荷载作用下,不同基温下的PMMA银纹损伤进行了实时在线观测,结果表明:PMMA试件的银纹随持荷时间增加,而且随着温度的升高,可以加剧这种银纹随时间的变化;经图像处理,得到了不同基温下、不同应力水平下,PMMA试件银纹损伤面密度值;进而,对所得数据进行非线性拟合,得到PMMA试件银纹损伤密度随时间演化规律,以及应力水平依赖性; 3.为了探讨聚合物银纹损伤的温度依赖性,也为了进一步研究聚合物银纹的本质,以区别细观银纹与宏观裂纹,对受损PMMA试件(卸载后)在不同温度条件下银纹损伤随时间的变化进行了实验研究,结果表明:PMMA试件的银纹随时间减少,而且随着温度的升高,可以加剧这种银纹随时间的变化;经数据处武汉理工大学硕士学位论文理,得到了不同温度条件下,PMMA试件银纹损伤面密度值;进而,对所得数据进行非线性拟合,得到PMMA试件银纹损伤密度随时间演化规律,以及温度依赖性。 本文运用高分子物理、含缺陷流变性物体的材料破坏等理论,以实验为基础,对聚合物变形、破坏以及时间相依和温度依赖性等非线性力学行为进行研究,试图寻求聚合物银纹损伤的一般规律,为研究聚合物的细观损伤提供了一种可行的损伤模型与方法。