以毛竹纖維細(xì)胞壁(BFCW)為研究對(duì)象,運(yùn)用納米壓痕技術(shù)對(duì)BFCW的蠕變性能和松弛性能進(jìn)行了研究。通過設(shè)計(jì)不同的加載方式,得到了納米壓痕的載荷與壓入深度的關(guān)系曲線;通過擬合不同應(yīng)變率的實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù),計(jì)算得出了BFCW的蠕變應(yīng)力指數(shù)。研究了BFCW在不同壓入深度、加載速率、保載時(shí)間下的松弛行為,分析了不同的載荷、加載速率、保載時(shí)間對(duì)BFCW蠕變行為的影響。結(jié)果表明:BFCW縱向和橫向具有不同的力學(xué)性質(zhì),在縱向表現(xiàn)出更明顯的松弛特性和更強(qiáng)的抗蠕變變形能力;BFCW的蠕變行為隨著壓入載荷的增大愈加明顯,表現(xiàn)為蠕變位移和蠕變速率增大;BFCW縱向的壓入深度和蠕變位移量均比橫向的小,在最大壓入載荷為15mN時(shí),其差值分別達(dá)到了24.96%和32.25%;BFCW的松弛模量、載荷松弛量與壓入深度呈正比;BFCW縱向的松弛能力比橫向的強(qiáng),在加載速率為50nm/s時(shí)縱向載荷松弛量較橫向高34.58%。

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【部分圖文】：

圖6不同保載時(shí)間下的壓入深度-時(shí)間曲線

為了探究保載時(shí)間對(duì)蠕變行為的影響，實(shí)驗(yàn)設(shè)置最大載荷均為15mN，加載速率為0.3mN/s，保載時(shí)間分別設(shè)置為120s、180s、300s、420s。圖6為在不同保載時(shí)間內(nèi)BFCW縱向和橫向的壓入深度隨時(shí)間變化的曲線。由圖可知，隨著保載時(shí)間的增大，BFCW的蠕變位移按照相同的路徑和....

圖7應(yīng)變率隨壓入深度的變化曲線

在此次應(yīng)變率跳躍實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)變率分別設(shè)置為0.3/s、0.208/s、0.144/s和0.1/s。圖7為在應(yīng)變率跳躍實(shí)驗(yàn)中應(yīng)變率隨壓入深度的變化曲線。從圖中可以看出，當(dāng)壓頭到達(dá)指定深度后，深度每增加100nm應(yīng)變率會(huì)發(fā)生一次跳躍。當(dāng)每一次應(yīng)變率突然發(fā)生改變時(shí)，加載曲線展示出瞬態(tài)行為....

圖8松弛實(shí)驗(yàn)不同壓入深度的加載路徑

圖8為實(shí)驗(yàn)中壓入深度的加載過程，設(shè)置加載時(shí)間為20s，載荷加載到最大時(shí)保載2min。BFCW在不同的最大壓入深度下的載荷松弛曲線如圖9所示，在三種不同的壓入深度下選取一條典型的載荷-時(shí)間曲線相比較。從圖中可以看出，隨著壓入深度的增加，松弛初期載荷都展現(xiàn)出快速降低的趨勢(shì)，BFCW的....

圖10不同保載時(shí)間下的載荷松弛曲線

BFCW的載荷松弛曲線如圖10所示。從圖中可知，BFCW的載荷隨著保載時(shí)間的增長(zhǎng)以相似的路徑和趨勢(shì)減小，松弛逐漸趨于穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)保載時(shí)間達(dá)到600s時(shí)，BFCW縱向載荷減小6.51mN，橫向載荷減小2.86mN，縱向載荷松弛量約為橫向的2.28倍，這說明BFCW縱向較橫向具有....

本文編號(hào)：3922191