聚碳酸酯的应力松弛实验及数据处理分析.pdf

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1、第42卷第6期塑料工业CHINAPLASTICSINDUSTRY·89·2014年6月聚碳酸酯的应力松弛实验及数据处理分析傅志红，喻坚，魏灵娇(中南大学机电工程学院高性能复杂制造国家重点实验室，湖南长沙410083)摘要：以黏弹性力学理论为基础，选用广义Maxwell模型作为聚碳酸酯(PC)黏弹性的力学模型。在120℃温度场下以不同的初始应变进行应力松弛试验，得到应力松弛过程中作用力与时间的实验数据。利用ABAQUS软件拟合得出不同初始应变下的黏弹性模型的prony参数，再结合Origin软件优化得出广

2、义Maxwell黏弹性模型在参考温度为120℃时的普适prony级数参数，来供ABAQUS调用分析，为有限元仿真分析奠定理论基础。关键词：黏弹性；Maxwell模型；应力松弛；ABAQUS；pronyDOI：10．3969／j．issn．1005—5770．2014．06．022中图分类号：TU353文献标识码：B文章编号：1005—5770(2014)06—0089—04TheStressRelaxationExperimentandDataProcessingAnalysisofPolycarbon

3、ateFUZhi。hong．YUJian，WEILing-jiao(StateKeyLaboratoryofHighPerformanceComplexManufacturing，SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410083，China)Abstract：GeneralizedMaxwellmodelwaschosenasthepolycarbonate(PC)viscoelasticme

4、chanicalmodelwhichwasbasedonviscoelasticmechanicstheory．Stressrelaxationtestwascarriedoutat120℃temperaturefieldunderdifierentinitialstrainstoobtainthestressrelaxationexperimentdata．Thepronyparametersofviscoelasticmodelunderdifferentinitialstrainsareacqui

5、redusingthesimulationsoftwareABAQUS，andcombinedwiththemathematicalsoftwareOrigintooptimizethegeneralizedMaxwellviscoelasticmodelofuniversalpronyseriesparameters，whichwereinvokedandanalyzedbyABAQUStolayafoundationforfiniteelementsimulationanalysis．Keyword

6、s：ViscoelasticProperty；MaxwellModel；StressRelaxation；ABAQUS；Prony聚碳酸酯(PC)是一种非常常见的工程塑料，的流动变形包括两个阶段：首先在刚开始的时候出现有抗冲击韧性强、机械强度高、耐热变形能力强、玻一个瞬间的弹性变形，然后是一个持续一段时间的黏璃化转变温度高等特性。广泛应用于机械、汽车、电性变形，在此期间需要加载的应力会出现衰减，也就子、建筑、生活用品等领域，而且正迅速扩展到航是我们所说的应力松弛。天、航空、电子计算机、光纤、光盘等许多高

7、新技术∞领域。在其热压转印工艺中，由于PC是高聚物的一种，既不是符合虎克定律的弹性体，也不是非牛顿流体，而是介于中间的一种高黏弹性体，其力学模型以及有关参数都与弹性体以及流体不同⋯。而到目前——／^＼：—{亡卜；：为止，对聚碳酸酯性能的研究只有少数的研究人员报到了一些相关的研究成果，且研究方法也比较单一，基于此本文提出一种全新的方法来探讨聚碳酸酯的黏图1广义Maxwell黏弹性模型弹性模型参数。Fig1GeneralizedMaxwellmodel聚合物的应力松弛实验是研究黏弹性材料的重要实验方法。通过

8、应力松弛实验可以发现，聚合物材料经过研究表明，对于非晶体聚合物来说，采用一作者简介：喻坚，男，1988年生，硕士生，主要从事聚合物挤出成型的研究，已发表论文2篇。eyyj6995@163．corn塑料工业个弹性单元和Ⅳ个Maxwell体并联组成广义的Max．进一步有限元分析奠定基础。well模型-6](图1所示)能够较好地描述其应力松1应力松弛实验弛性能。而这种广义的Maxwell模型对于聚碳酸酯这应力松弛实验是给试样施加一个恒定的应变值来