發(fā)布時間：2020-06-03 03:00

【摘要】：有機(jī)玻璃屬于典型的非晶態(tài)高聚物,因其透光較好,而且易加工,造價低,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,強(qiáng)度高,故廣泛服役于各種環(huán)境。作為一種典型的高分子材料,有機(jī)玻璃具有顯著的粘彈性特征。本文在不同加載方式下研究了應(yīng)變率對有機(jī)玻璃力學(xué)行為的影響,主要研究內(nèi)容如下:采用有機(jī)玻璃圓柱試樣作為試驗(yàn)對象,在三種不同應(yīng)變率下分別做了單軸壓縮實(shí)驗(yàn)及壓剪復(fù)合加載實(shí)驗(yàn),單壓應(yīng)力應(yīng)變曲線表明有機(jī)玻璃受單壓載荷時彈性模量和屈服強(qiáng)度均隨應(yīng)變率提高而增大。根據(jù)復(fù)合加載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)應(yīng)力偏張量第二不變量隨應(yīng)力張量第一不變量的增加而線性降低,表明增大靜水壓可以提高有機(jī)玻璃在壓剪二向應(yīng)力狀態(tài)下的屈服強(qiáng)度;確定了率相關(guān)屈服準(zhǔn)則的材料參數(shù),得到了有機(jī)玻璃的率相關(guān)屈服面,結(jié)果表明隨應(yīng)變率的升高屈服面發(fā)生各向膨脹,進(jìn)而驗(yàn)證了有機(jī)玻璃為一種典型的應(yīng)變率敏感材料�；趯τ袡C(jī)玻璃圓柱試樣分別采用三種應(yīng)變率進(jìn)行了循環(huán)加卸載壓縮實(shí)驗(yàn),研究了應(yīng)變率和預(yù)應(yīng)變對有機(jī)玻璃的峰值應(yīng)力、卸載模量和粘性的影響。同時通過分析耗散能密度隨循環(huán)次數(shù)增加的變化趨勢,提出了一個冪指數(shù)模型,并詳細(xì)討論了該模型參數(shù)的變化趨勢及其影響因素,進(jìn)而驗(yàn)證了有機(jī)玻璃受到循環(huán)載荷作用時耗散能的演化規(guī)律對應(yīng)變率的敏感性。在準(zhǔn)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)條件下,采用三組不同的應(yīng)變率對有機(jī)玻璃圓柱試件進(jìn)行了單調(diào)壓縮及循環(huán)加卸載實(shí)驗(yàn)。采用累積耗散能和彈性儲能極限來衡量材料的失效,發(fā)現(xiàn)有機(jī)玻璃失效時的能量不僅受單調(diào)加載和循環(huán)加卸載的影響,而且具有明顯的應(yīng)變率相關(guān)性,具體結(jié)論如下:有機(jī)玻璃試件單調(diào)壓縮至密實(shí)之前,損傷程度和應(yīng)變率正相關(guān),在循環(huán)載荷下,損傷程度和應(yīng)變率負(fù)相關(guān);對于單壓加載時,高應(yīng)變率下材料的彈性儲能極限更小,達(dá)到彈性儲能極限之前,耗散能較其他兩個低應(yīng)變率的更大;對于三組應(yīng)變率下的循環(huán)加卸載,低應(yīng)變率對應(yīng)的累積耗散能增長最快;低應(yīng)變率下循環(huán)載荷降低彈性儲能極限,材料在受到循環(huán)載荷時較單壓更容易失效;高應(yīng)變率下循環(huán)載荷提高彈性儲能極限,材料在受到單壓時較循環(huán)載荷更容易失效。
【圖文】：

1圖 1-1 有機(jī)玻璃應(yīng)用領(lǐng)域Figure 1-1 The application field of PMMA有機(jī)玻璃受到較高速載荷時雖表現(xiàn)出較高的韌性，，但其失效或斷裂相應(yīng)的韌性

圖 2-1 PMMA 試樣規(guī)格Figure 2-1 PMMA sample specifications用的試驗(yàn)儀器為濟(jì)南普業(yè)萬能試驗(yàn)機(jī)(WD-P410
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ325.7

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本文編號：2694185