【摘要】：有機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,化學性質穩(wěn)定,強度高,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變率對有機玻璃力學行為的影響,主要研究內容如下:采用有機玻璃圓柱試樣作為試驗對象,在三種不同應變率下分別做了單軸壓縮實驗及壓剪復合加載實驗,單壓應力應變曲線表明有機玻璃受單壓載荷時彈性模量和屈服強度均隨應變率提高而增大。根據(jù)復合加載實驗數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)應力偏張量第二不變量隨應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玻璃在壓剪二向應力狀態(tài)下的屈服強度;確定了率相關屈服準則的材料參數(shù),得到了有機玻璃的率相關屈服面,結果表明隨應變率的升高屈服面發(fā)生各向膨脹,進而驗證了有機玻璃為一種典型的應變率敏感材料�；趯τ袡C玻璃圓柱試樣分別采用三種應變率進行了循環(huán)加卸載壓縮實驗,研究了應變率和預應變對有機玻璃的峰值應力、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,并詳細討論了該模型參數(shù)的變化趨勢及其影響因素,進而驗證了有機玻璃受到循環(huán)載荷作用時耗散能的演化規(guī)律對應變率的敏感性。在準靜態(tài)實驗條件下,采用三組不同的應變率對有機玻璃圓柱試件進行了單調壓縮及循環(huán)加卸載實驗。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)有機玻璃失效時的能量不僅受單調加載和循環(huán)加卸載的影響,而且具有明顯的應變率相關性,具體結論如下:有機玻璃試件單調壓縮至密實之前,損傷程度和應變率正相關,在循環(huán)載荷下,損傷程度和應變率負相關;對于單壓加載時,高應變率下材料的彈性儲能極限更小,達到彈性儲能極限之前,耗散能較其他兩個低應變率的更大;對于三組應變率下的循環(huán)加卸載,低應變率對應的累積耗散能增長最快;低應變率下循環(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 有機玻璃應用領域Figure 1-1 The application field of PMMA有機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的韌性

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

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本文編號：2694185