粘弹性和滞弹性ppt课件.ppt

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1、弹性服从虎克定律，特点：受外力作用后，应力和应变之间呈线性关系，应力与应变随时保持同相位；应变与t无关。受力时，应变瞬时发生达到平衡值，除去外力，应变瞬时恢复（可逆）。§1-4粘弹性与滞弹性理想弹性固体1滞弹性实际上，绝大多数固体材料的弹性行为很难满足理想弹性行为。一般都表现出非理想弹性性质，即实际固体的应力与应变不是单值对应关系，往往有一个时间的滞后现象。无机固体和金属材料发生弹性形变时，应变落后于应力的行为，即与时间有关的弹性称为滞弹性。滞弹性的应变落后于应力，有一个时间的滞后滞弹性的应变不仅与应力有关，而且与时间有关，弹性模量也依赖于时间。

2、滞弹性体的应变在应力卸除后可以完全回复到原始形状和尺寸，只要经过充分长时间才能达到。它与不可能完全回复的非弹性体有明显的区别。2图l-11所示，当突然施加一应力σo于拉伸试样时，试样立即沿0A线产生瞬时应变Oa。如果低于材料的微量塑性变形抗力，则应变Oa只是材料总弹性应变OH中的一部分。应变aH只是在σo长期保持下逐渐产生的，aH对应的时间过程为图1-11中的ab曲线。卸载时，如果速度也比较大，则当应力下降为零时，只有应变eH部分立即消逝掉，而应变eO是在卸载后逐渐去除的，这部分应变对应的时间过程为图中的cd曲线。恒定应力σo3材料的滞弹性对仪器

3、仪表和精密机械中的重要传感元件的测量精度有很大影响，因此选用材料时需要考虑滞弹性问题。如长期受载的测力弹簧、薄膜传感器等。所选用材料的滞弹性较明显时，会使仪表精度不足，甚至无法使用。滞弹性在金属材料和高分子材料（高弹形变）中表现得比较明显。4粘性服从牛顿流动定律特点：受力作用后，应力与应变速率呈线性关系；受力时，应变随时间线性发展，外力去除后，应变不能回复。理想粘性液体5粘弹性材料在较小的外力作用下，弹性和粘性同时存在的力学行为称为粘弹性。其特征是应变落后于应力，即应变对应力的响应不是瞬时完成的，需要通过一个弛豫过程。应力与应变的关系与时间有关。

4、粘弹性材料的力学性质与时间有关，具有力学松弛的特征。最典型的是高分子材料。一些非晶体，有时甚至多晶体，在比较小的应力时表现粘弹性现象。高分子材料常见的力学松弛现象：蠕变、应力松弛、滞后和内耗6蠕变:固定和T,随t增加而逐渐增大应力松弛:固定和T,随t增加而逐渐衰减滞后现象:在一定温度和和交变应力下,应变滞后于应力变化.力学损耗(内耗):的变化落后于的变化,发生滞后现象,则每一个循环都要消耗功,称为内耗.静态的粘弹性动态粘弹性（粘弹性）力学松弛具体表现：7一、蠕变1.定义蠕变是在一定的温度和较小的恒定应力（拉力、扭力或压力等）作用下，材

5、料的形变随时间的增长而逐渐增加的现象。如硬塑料的电缆、挂久的雨衣。若除掉外力，形变随时间变化而减小---称为蠕变回复软PVC丝砝码8e2+e3tee3e1e2e1线形非晶态聚合物在Tg以上单轴拉伸的典型蠕变及回复曲线普弹形变ε1高弹形变ε2粘性流动ε39图1理想弹性体（瞬时蠕变）普弹形变从分子运动的角度解释:材料受到外力的作用,链内的键长和键角立刻发生变化,产生的形变很小,我们称它普弹形变.（t）t（t）tt1t22.聚合物的蠕变现象从分子运动和变化的角度来看，蠕变过程分为：外力除去，立即完全回复a.普弹形变10图2理想高弹体推迟蠕变（t）

6、t（t）tt1t2(t)=0(t

7、结构材料的Tg远远高于室温高弹态1+2粘流态1+2+3存在永久形变②理想交联聚合物(不存在粘流态)形变:1+2线性非晶高聚物交联高聚物理想弹性体理想粘性体εt14e、蠕变的影响因素（1）温度：温度升高，蠕变速率增大，蠕变程度变大因为外力作用下，温度高使分子运动速度加快，松弛加快（2）外力作用大，蠕变大，蠕变速率高（同于温度的作用）（3）受力时间：受力时间延长，蠕变增大。t温度升高外力增大图5蠕变与,T的关系15温度过低远小于Tg，或外力太小，蠕变量很小，很慢，短时间内观察不出。T过高(>>Tg)，或外力大，形变太快，也观察不出。

8、只有在适当的外力，温度在Tg以上不远时，才可以观察到完整的蠕变曲线。原因：因为链段可运动，但又有较大阻力——内摩擦力，因而只能较缓慢的运