资源描述：
《非线性粘弹性高分子材料长期蠕变行为的加速测试技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第23卷第2期高分子材料科学与工程Vol.23,No.22007年3月POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERINGMar.2007非线性粘弹性高分子材料长期蠕变行为的加速测试技术11,21,21王初红,罗文波,赵荣国,唐欣(1.湘潭大学土木工程与力学学院,湖南湘潭411105;2.湘潭大学先进材料及其流变特性教育部重点实验室,湖南湘潭411105)摘要:时间-温度-应力等效原理是时间-温度等效原理的延伸,可用于材料力学行为的加速表征,通过短期实验来预测材料的长期力学性能。针对PMMA试件在不同温度、不同应力水平条件下的蠕变
2、实验,分析PMMA蠕变行为的非线性特性。本文应用时间-温度-应力等效原理,得到相应的温度移位因子、应力移位因子和温度-应力联合移位因子,构建了参考温度和参考应力水平条件下的蠕变柔量主曲线。理论和数值计算表明,较高温度和应力水平下的PMMA短期蠕变实验可用于预测其在较低温度和应力水平下的长期蠕变行为。关键词:蠕变;时间-温度-应力等效原理;移位因子;非线性粘弹性;PMMA中图分类号:O631.2+1文献标识码:A文章编号:1000-7555(2007)02-0218-05[9]粘弹性材料力学行为的主要特征是它的时到上世纪90年代。1994年,金日光等考察了
3、间相关性,其本质在于材料内部时钟或特征时温度-应力的等效关系并将WLF方程中材料参间的存在,使得以短期实验预测材料长期力学数与表观活化能联系起来,金日光等认为时间-[1,2]行为成为可能。Ferry最早研究时间-温度等温度、时间-应力以及温度-应力之间的等效,实效原理(TTSP),得到了广为应用的WLF方质就是材料表观活化能的等效,然而综合性的[3～7]程。Tschoegl等考虑静水压力对材料自由时间-温度-应力等效原理还有待开展研究。Yen[10]体积的影响,在TTSP中引入压力相关的移位和Williamson对单向玻纤/聚酯复合材料的因子,扩展了时间
4、-温度等效原理。1948年O′偏轴蠕变数据进行分析时,将在不同温度和应Shaughnessy实验初步证实了时间-应力等效力下的应变曲线移位得到参考应力和参考温度原理(TSSP)的存在,不同应力水平下的人造纤下的主曲线,这里他们用到了时间-温度-应力维蠕变柔量曲线通过水平移位,能够结合成一等效性的概念,但是在他们的分析中采用的是[8]条单一的蠕变柔量主曲线。20世纪60年代变形参量,而不是材料的性能参数(如蠕变柔量[11]末,Schapery基于不可逆热力学提出了著名的函数)。Goldman运用TSSP对聚合物及其复单积分型非线性粘弹性本构模型,它含有四个
5、合材料的力学行为进行了预测。Brostow[12,13]与应力相关的材料参数,其中一个是与应力相等从分子链松弛能力的概念出发研究时关的时间折算因子,反映的就是时间-应力等效间-应力等效原理,应用自由体积理论和材料的的思想,可见对时间-应力等效原理的初步探讨Hartmann状态方程给了应力移位因子方程,与上世纪50年代提出的TTSP几乎是同时开并对液晶非线性粘弹性蠕变性能进行了分析。[14～18]始的,但是此后对时间-应力等效性的研究没有罗文波等考虑材料自由体积与温度和应得到与TTSP同等的重视。这种情况一直持续力的相关性,采用与WLF方程相类似的推导方
6、收稿日期:2005-12-01基金项目:国家自然科学基金资助项目(10572123),湖南省自然科学基金项目(05JJ30014),湖南省教育厅资助项目(05C100),先进材料及其流变特性教育部重点实验室开放课题联系人:罗文波,主要从事高聚物力学性能的研究,E-mail:luowenbo@xtu.edu.cn第2期王初红等:非线性粘弹性高分子材料长期蠕变行为的加速测试技术219法,给出了一种时间-温度-应力等效原理的表T-C1C2lg=述,这种表述推广了时间-温度等效原理和时间C2+(T-T0)C2(-0)-应力等效原理,同时得到了温度-应力联
7、合移·[](6)C2C3+C3(T-T0)+C2(-0)位因子及其与温度移位因子和应力移位因子间-C1C3的相关表达式,并应用时间-应力等效原理对常lgT=C3+(-0)温下不同聚合材料(HDPE,PP和PC等)的非C3(T-T0)·[](7)C2C3+C3(T-T0)+C2(-0)线性粘弹性蠕变性能进行了分析。本文针对同时,由式(3)和(5),有如下关系PMMA试件在不同温度、不同应力水平条件下TT00的蠕变实验,分析PMMA蠕变行为的非线性特T=T=T(8)性,应用时间-温度-应力等效原理,构建蠕变柔这说明若将温度
8、为T、应力为条件下粘弹性材量主曲线,预测PMMA在较低温度和较低应力料的力学性
