多孔高聚物力—热耦合响应特性研究.pdf

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1、多孔高聚物力-热耦合响应特性研究2012伍璧超硕士机械工程卢玉斌副研究员ClassifiedIndex:O341U.D.C:621SouthwestUniversityofScienceandTechnologyMasterDegreeThesisMechanical-ThermalCouplingResponseCharacteristicsofPorousPolymersGrade:2012Candidate:BichaoWuAcademicDegreeAppliedfor:MasterSpeciality:MechanicalEngineeringSup

2、ervisor:YubinLuMay.28,2015西南科技大学硕士研究生学位论文第I页摘要本论文主要研究了多孔聚合物在多因素下的静动态力学性能和力-热耦合响应特性。具体的研究内容如下：1、利用三维数字散斑动态变形测量分析技术联合材料试验机对硬质聚氨酯泡沫塑料RPUR和泡沫硅橡胶SR进行准静态拉伸、压缩实验，获得其在不同应变率、不同取样方向、不同温度等条件下的力热响应特性。实验结果表明：RPUR材料和SR材料在拉伸和压缩实验中都具有不太显著的应变率效应及一定的温度效应，压缩试验中的温度敏感性要强于拉伸试验中的温度敏感性，高密度RPUR对温度的敏感性强于低密度R

3、PUR的温度敏感性，且其拉伸强度和屈服应力随温度的升高而降低；拉伸试验和压缩试验中试件力学性能都表现为各向异性。SR压缩实验中试件尺寸的不同对研究其力学性能几乎没有影响；RPUR压缩试件尺寸的不同对材料的力学行为有显著影响。拉伸试验中SR试件因泡孔壁沟槽的产生而破坏，压缩试验中试件由于泡孔受力压溃而出现裂痕；拉伸试验中RPUR泡孔有明显的裂纹，压缩试验中试件由于泡孔受力完全变形而彻底破坏。2、利用加长式分离式霍普金森杆（SHPB）研究RPUR和SR泡沫材料在高应变率条件下的动态力学性能。发现RPUR和SR材料的动态力学性能不同于静态力学性能，其在研究的高应变率

4、范围内应变率效应都不太明显；而动态与静态条件下的力学性能相比则有明显的应变率相关性。3、在准静态试验过程中试件内部温度在破坏时达到最高，试件不同位置处的温度变化情况基本一致。SR的最大温升较小，可视为是等温实验；而RPUR的温升较大，且升热速率和最大温升随加载速率的增大而增大。关键字：多孔聚合物应变率效应温升效应SHPB数字图像相关西南科技大学硕士研究生学位论文第II页AbstractInthethesis,staticanddynamicmechanicalpropertiesundermultiplefactorsandmechanical-thermal

5、couplingresponsecharacteristicsoftheporouspolymersarestudied.Themainresearchcontentisasfollows,1.Basedonthethree-dimensionaldigitalspeckledynamicdeformationmeasurementandanalysistechniquestogetherwiththematerialtestingsystem,quasi-statictensileandcompressiontestsofrigidpolyurethanef

6、oamplastics(RPUR)andsiliconerubberfoam(SR)areperformed.ThethermalandmechanicalbehaviorofRPURandSRundervariousconditionssuchasdifferentstrain-rates,samplingdirectionsandtemperaturesareobtained.Experimentalresultsshowthat,undertheinvestigatedconditions,thestrain-rateeffectandtemperatu

7、reeffectinbothtensionandcompressionexperimentsofRPURandSRarenotquiteobvious.However,thetemperaturesensitivityincompressiontestsisstrongerthanthatintensiletests,thetemperaturesensitivityofhighdensityRPURisstrongerthanthatoflowdensityRPURtoo,andthetensilestrengthandyieldstrengthofRPUR

8、andSRdecreasewithth