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蠕变条件下PMMA银纹损伤的实验研究

湘潭大学自然科学学报 2003年第4期25卷 37-40页

作者：李之达周衍领张嵘峰华中科技大学力学系湖北武汉430074 武汉理工大学交通学院湖北武汉430063

采用显微技术对高聚物蠕变条件下的银纹损伤引发和扩展进行了实时观测.通过对PMMA试件银纹损伤面密度的测量,得到了PMMA试件在不同时间和不同应力水平下的银纹损伤面密度,并给出了PMMA试件银纹损伤面密度随时间和应力的变化规律.

关键词：银纹损伤蠕变银纹密度

球形观察窗用有机玻璃的银纹损伤:乙醇和温度协同作用

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塑料工业 2024年第2期52卷 91-97页

作者：魏燊郭超赵硕党帅营刘艳萍李倩郑州大学力学与安全工程学院微纳成型国家级国际联合研究中心河南郑州450001 中国船舶集团第七一三研究所河南郑州450001

聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)基于良好的综合性能得到广泛应用,但遇到极性溶剂时很容易发生溶胀,导致银纹的产生甚至出现开裂,严重降低了材料的服役寿命。本工作以某球形观察窗用有机玻璃为研究对象,深入探讨退火温度、退火时间、溶剂(乙醇)... 详细信息

聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)基于良好的综合性能得到广泛应用,但遇到极性溶剂时很容易发生溶胀,导致银纹的产生甚至出现开裂,严重降低了材料的服役寿命。本工作以某球形观察窗用有机玻璃为研究对象,深入探讨退火温度、退火时间、溶剂(乙醇)处理时间等因素对PMMA微观结构的影响,以及银纹产生与单轴拉伸、三点弯曲、压缩变形等力学性能的关系,研究发现在PMMA的玻璃化转变温度98℃附近进行退火容易出现肉眼可见的大尺度银纹。银纹对于力学强度的影响较小,但会降低材料的断裂应变。

关键词：有机玻璃银纹损伤乙醇温度力学性能

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改性聚丙烯材料裂尖银纹损伤研究

材料科学与工程学报 2003年第4期21卷 531-534页

作者：刘文娴张平颜志军湘潭大学基础力学与材料工程研究所湖南湘潭411105

本文考虑了改性聚丙烯 (PP)材料的线粘弹特性 ,基于银纹是聚合物材料的一种非线性变形方式 ,对改性PP材料裂尖应力银纹损伤进行实验研究。采用云纹实验方法 ,得到了改性PP材料裂尖延长线上由于银纹损伤引起的应变的分布 ,对裂纹尖端扩... 详细信息

本文考虑了改性聚丙烯 (PP)材料的线粘弹特性 ,基于银纹是聚合物材料的一种非线性变形方式 ,对改性PP材料裂尖应力银纹损伤进行实验研究。采用云纹实验方法 ,得到了改性PP材料裂尖延长线上由于银纹损伤引起的应变的分布 ,对裂纹尖端扩展进行了扫描电镜 (SEM)观察实验 ,将两组实验进行对照分析 ,通过定性分析提出了不同于其他学者提出的考虑裂尖银纹损伤的裂纹扩展规律。

关键词：改性聚丙烯材料裂尖银纹损伤应力

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一种高聚物银纹损伤演化的实验研究

固体力学学报 2004年第2期25卷 171-175页

作者：罗文波刘文娴杨挺青王霞瑜湘潭大学基础力学与材料工程研究所湘潭411105 华中科技大学力学系武汉430074 湘潭大学化学学院湘潭411105

采用光学显微技术对高聚物蠕变条件下的银纹损伤引发和演化进行了实验观测 .通过对银纹面密度的测量 ,定义一种损伤变量 ,得到了聚甲基丙烯酸甲酯不同蠕变时间和不同应力水平下的银纹损伤值 ,并给出了一种损伤演化模型 .

关键词：银纹损伤蠕变高聚物光学显微技术损伤变量

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PMMA银纹损伤实验研究

湘潭大学自然科学学报 2006年第3期28卷 49-52页

作者：李之达易辉周衍领张嵘峰蔡佳骏刘劲勇华中科技大学力学系湖北武汉430074 武汉理工大学交通学院湖北武汉430063

利用含缺陷流变性物体的材料破坏理论,采用显微技术对高聚物蠕变条件下的银纹损伤引发和演化进行了实时在线的实验研究.通过对损伤变量的定量观测,得到了聚甲基丙烯酸甲酯银纹损伤随时间和应力水平演化的规律,并给出了损伤演化模型.

关键词：银纹损伤蠕变银纹密度

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PMMA银纹损伤时—温—应力等效研究

PMMA银纹损伤时—温—应力等效研究

作者：易辉武汉理工大学

学位级别：硕士

高聚物是比较典型的粘弹性材料，其力学性能依赖于温度、负荷时间、加载速率和应变幅值等条件。其中，温度和时间的影响尤其明显。高聚物及其复合材料正越来越广泛地应用于各种工程结构中，其非线性黏弹行为是必须考虑的因素，而根据时... 详细信息

高聚物是比较典型的粘弹性材料，其力学性能依赖于温度、负荷时间、加载速率和应变幅值等条件。其中，温度和时间的影响尤其明显。高聚物及其复合材料正越来越广泛地应用于各种工程结构中，其非线性黏弹行为是必须考虑的因素，而根据时间—温度—应力等效原理，常温低应力条件下的长期非线性力学行为可以等效为高温高应力条件下短期非线性力学行为来进行研究。本文以高分子物理学、含缺陷流变性物体的材料破坏理论为基础，以实验为手段，以工程中常用的PMMA为研究对象，对PMMA银纹损伤的时间—温度—应力相关行为进行了研究。作者从微力学角度出发建立了银纹的损伤模型，对PMMA试件不同温度、不同加载时间和加载应力条件下银纹的引发和演化规律进行了实验研究和理论分析，得到了PMMA材料银纹引发和演化的一般模型;依据时间—温度—应力等效原理，建立了PMMA材料银纹损伤时间—温度—应力等效的WLF方程，根据实验结果确定了方程中的参数;运用研究结果模拟了银纹损伤的演化，并用实验结果进行了验证。具体地， 1、在不同温度下进行PMMA银纹损伤引发观测，讨论了银纹损伤引发的温度相关性;探讨了特定温度下PMMA银纹损伤引发的应力和加载时间相关性，为高聚物材料的损伤和使用寿命的研究提供了良好的基础。 2、从微观角度提出了银纹微纤承载和断裂理论，定义了银纹损伤的一般模型。对实验结果进行理论分析，得到了不同温度条件和应力水平的PMMA银纹损伤演化方程。 3、依据时间—温度等效原理，探讨了PMMA银纹损伤的时间—温度—损伤等效性，得到了PMMA材料银纹损伤温度相关性的WLF方程，根据实验结果求出了其中的参数。 4、依据时间—应力等效原理，探讨了PMMA银纹损伤的时间—应力—损伤等效性，得到了PMMA材料银纹损伤应力相关性的WLF方程，根据实验结果求出了其中的参数。 5、依据时间—温度—应力等效原理，探讨了WLF方程联合移位因子分步移位的可行性。建立了PMMA材料银纹损伤时间—温度—应力等效的WLF方程，求出了其中的参数。根据所得结论对PMMA银纹损伤演化进行了数值模拟，并与实验数据进行了比较，验证了结论的正确性。

关键词：银纹损伤 PMMA 时温等效

工程高聚物蠕变破坏的非线性粘弹性行为及其银纹损伤的实验研究

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工程高聚物蠕变破坏的非线性粘弹性行为及其银纹损伤的实验研究

作者：张通武汉理工大学

学位级别：硕士

本文以工程高聚物PMMA为主要研究对象，以粘弹性破坏理论为基础，以实验为手段，对高分子材料蠕变条件下的非线性粘弹性性能及其银纹损伤现象进行了初步探讨。论文首先在绪论部分定性地分析了高分子宏观粘弹性现象的高... 详细信息

本文以工程高聚物PMMA为主要研究对象，以粘弹性破坏理论为基础，以实验为手段，对高分子材料蠕变条件下的非线性粘弹性性能及其银纹损伤现象进行了初步探讨。论文首先在绪论部分定性地分析了高分子宏观粘弹性现象的高分子机理，均是运动时间不同的各级分子链段逐渐对外力做出响应的过程。在实验的基础上，对单轴PMMA试件的蠕变型本构关系进行了研究。做了三组恒定应力条件下的无缺陷PMMA试件的蠕变实验，分别用Andrade理论、陈化理论、应变硬化理论及恒速理论对实验数据进行了拟合。实验与计算结果表明，蠕变明显地分为两阶段，Andrade理论能很好地模拟PMMA材料在恒定应力作用下的一维蠕变型本构关系;陈化理论在低应力水平下及应变硬化理论在蠕变第一阶段也可近似地描述PMMA的本构关系。同时用标准线性体模型对该材料的本构关系进行了模拟，并与实验曲线进行对比。这部分对高聚物变形行为的非线性和率相关性也进行了初步探讨。本文的第三章对高聚物的裂尖附近的应变场及其时间相关性进行了实验研究。利用云纹法，对四组含边裂纹的PMMA试件在恒应力条件下的裂尖周围的应变场进行了测定、分析，可以看出其明显的时间相关性，并与基于线弹性假设的裂尖应变场进行了对比。应用广义弹性—粘弹性对应原理，给出了线粘弹性体裂尖延长线应变值随时间变化的表达式，分析导致理论与实验情况随时间增加产生偏差的非线性因素。本文的第四章从线粘弹性假设出发，从能量释放率的角度对实验中最终断裂的三今含边裂纹的试件的寿命进行了预测，并与实验结果进行了对比，发现预测值明显偏低，分析了产生非线性的原因，进行了非线性修正。本文最后对裂尖银纹损伤区演化现象、与裂纹的相互作用进行了理论分析和实验观测。对裂尖银纹损伤区的Dugdale模型进行了修正，将时间、位置、应变相关的损伤变量引入到银纹区的本构方程中。分析得出本文实验中银纹区内损伤、银纹应力随时间、距裂尖位置的表达式及银纹区尺寸所满足的积分方程。结合本文实验，得到了不同时刻裂尖银纹区应力、损伤的分布图形，并从材料损伤、能量耗散、银纹演化方面分析了它们产生变化的原因。

关键词： PMMA 蠕变破坏非线性粘弹性裂尖应变场裂纹扩展银纹损伤

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PMMA银纹损伤的实验研究

PMMA银纹损伤的实验研究

作者：周衍领武汉理工大学

学位级别：硕士

银纹化和银纹损伤是高聚物特有的一种现象，受到国内外学者们的广泛关注。细观层次的银纹引发、生长和断裂在聚合物损伤断裂的整个过程中起着承前启后的作用，它是沟通宏、微观变形机制的桥梁。它是材料塑性变形的机制之一，同时又是材... 详细信息

银纹化和银纹损伤是高聚物特有的一种现象，受到国内外学者们的广泛关注。细观层次的银纹引发、生长和断裂在聚合物损伤断裂的整个过程中起着承前启后的作用，它是沟通宏、微观变形机制的桥梁。它是材料塑性变形的机制之一，同时又是材料宏观破坏以前微观上损伤、破坏的开始，它代表材料微观断裂和屈服之间的一个中间状态，可以看作是聚合物材料宏观断裂的先兆。银纹引发以后，它不断生长继而发生断裂，形成微裂纹。微裂纹的串接将产生较大的裂纹或空洞化，并最终导致材料的整体宏观断裂。本文以实验为主要手段，以PMMA为研究对象，采用显微技术对高聚物蠕变条件下的银纹损伤引发和扩展进行了实时在线观测。对PMMA试件银纹损伤情况进行在线实时的图像采集，经图像处理软件的分析，得到了PMMA试件在不同时间和不同应力水平下的银纹损伤面密度，并给出了PMMA试件银纹损伤面密度随时间和应力的变化而变化的规律。同时运用高分子物理、含缺陷流变性物体的材料破坏理论等知识，对无孔洞PMMA试件和有孔洞PMMA试件蠕变条件下非线性粘弹性行为及其银纹损伤现象进行了研究、分析与探讨，通过对蠕变条件下的PMMA试件的单轴拉伸实验研究和理论分析，以PMMA试件的银纹损伤面密度值为损伤变量，来尝试寻求PMMA银纹损伤的一般规律，为研究PMMA的细观损伤提供了一种可行的损伤模型。本文通过实验研究得到如下成果： 1、基于有孔洞PMMA试件和无孔洞PMMA试件的蠕变条件下单轴拉伸实验结果，采用非线性回归分析，对所得数据进行非线性拟合，得到不同应力水平下，有孔洞PMMA试件和无孔洞PMMA试件银纹损伤密度值随应力及时间演化的曲线。 2、通过对所得实验数据的综合分析，运用假设、回归、拟合等手段，推导出有孔洞PMMA试件和无孔洞PMMA试件银纹损伤密度随应力和时间演化的一般模型。并对所得实验数据用所得模型进行验证。 3、基于有孔洞PMMA试件的单轴拉伸实验结果，对所得数据进行综合武汉理工大学硕士学位论文分析，得到有孔洞PMMA试件银纹损伤密度随应力和时间共同影响的演化规律。 4、通过对实验数据的回归分析，乘幂拟合或多项式拟合，分别得到无孔洞PMMA试件和有孔洞PMMA试件银纹引发时间与应力水平的关系。 5对有孔洞PMMA试件的寿命进行预测，并得到有孔洞PMMA试件寿命随应力演化的一般模型和演化曲线。

关键词：银纹损伤银纹密度蠕变高聚物 PMMA

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蠕变载荷下有机玻璃银纹萌生及损伤研究

航空材料学报 2012年第3期32卷 79-84页

作者：吴国夫朱西平高宗战岳珠峰西北工业大学力学与土木建筑学院西安710072

对MDYB-3航空有机玻璃开展了常温蠕变实验,研究了在蠕变载荷作用下有机玻璃银纹萌生、扩展及蠕变失效过程,发现了有机玻璃银纹沿垂直于载荷方向呈现稀疏稠密交替分布的特征。基于实验数据和图像处理与分析,提出了银纹萌生的应力-时间准... 详细信息

对MDYB-3航空有机玻璃开展了常温蠕变实验,研究了在蠕变载荷作用下有机玻璃银纹萌生、扩展及蠕变失效过程,发现了有机玻璃银纹沿垂直于载荷方向呈现稀疏稠密交替分布的特征。基于实验数据和图像处理与分析,提出了银纹萌生的应力-时间准则,量化了随着应力水平提高,银纹萌生时间的非线性缩短;通过研究银纹损伤密度变化,运用双曲线函数进行非线性拟合,建立了MDYB-3有机玻璃蠕变载荷下银纹损伤随时间和应力的演化规律。

关键词：有机玻璃蠕变银纹萌生银纹损伤