聚合物軟物質(zhì)材料有非常廣泛的應(yīng)用場景,例如飛機、高鐵的風(fēng)擋中抗沖擊彈性吸能夾層材料,智能柔性電子材料,軟體機器人,醫(yī)用硅膠及水凝膠材料,以及自然界的生物組織,均屬于軟物質(zhì)材料。軟物質(zhì)具有復(fù)雜的微觀多相幾何結(jié)構(gòu),因而其宏觀物理、力學(xué)性能多樣,確定其宏-微觀機理及本構(gòu)規(guī)律仍有相當(dāng)大的困難。目前構(gòu)建描述軟物質(zhì)材料復(fù)雜力學(xué)性能的三維本構(gòu)模型是國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點課題。本研究工作旨在通過研究幾種典型軟材料的力學(xué)性能,從宏觀的角度進行分析、分類�；趯嶒灲Y(jié)果,構(gòu)建描述多種力學(xué)響應(yīng)的、涵蓋材料溫度與應(yīng)變率耦合以及應(yīng)力軟化效應(yīng)的本構(gòu)模型、演化方程,并對其機理進行解釋。本研究主要研究成果包括:(1)對透明聚氨酯材料、VHB丙烯酸聚合物材料以及Ecoflex系列有機硅材料進行了一系列的力學(xué)實驗,包括高、中、低應(yīng)變率范圍及高低溫條件下的拉伸斷裂實驗、循環(huán)加卸載實驗、應(yīng)力松弛實驗等。基于這些實驗分別分析了三種材料力學(xué)響應(yīng)的共性及差異,發(fā)現(xiàn)VHB聚合物材料具有典型的粘彈性性能,對應(yīng)變率、溫度的相關(guān)性明顯,在卸載恢復(fù)后可沿相同路徑進行加卸載;而Ecofex有機硅則不具明顯的粘彈性及溫度依賴性,材料初始與再次加載路...

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-1VHB4905丙烯酸聚合物試樣。

丙烯酸聚合物采用3M公司的商用的高粘性膠帶VHB4905丙烯酸聚合物(下稱VHB聚合物)。樣品厚度為0.5mm,寬度為10mm。為了盡可能保證樣品處于均勻變形及單軸應(yīng)力狀態(tài),常溫實驗一般選取100mm作為樣品的標(biāo)距段,使長寬比為10:1[21,23,47,114,115]。....

圖2-2有機硅試樣固化成形模具。

有機硅材料采用Smoonth-on公司的Ecoflex系列材料(下稱Ecoflex硅膠),包括五種硬度,即肖氏硬度00-50,00-35,00-30,00-20及00-10。該系列材料是雙組份鉑催化室溫固化有機硅。研究采用50mm×5mm×1mm(長×寬×厚)的直試樣。首先....

圖2-3Ecoflex系列有機硅試樣。

透明聚氨酯材料為PPG公司提供的S-123型號材料。原樣為厚3mm的,邊長300mm的膠片,需用切片機制備試樣。對聚氨酯的實驗采用兩種尺寸。第一種是如圖2-4所示用于中應(yīng)變率實驗的10mm×5mm×3mm(標(biāo)距長×寬×厚)啞鈴狀試樣。這種形狀的試樣能保證樣品斷裂發(fā)生于標(biāo)距....

圖2-4透明聚氨酯材料試樣(表面噴涂散斑)。

圖2-3Ecoflex系列有機硅試樣。2.2.3實驗設(shè)備及實驗方法

本文編號：3894328