MDYB-3有機(jī)玻璃靜動態(tài)力學(xué)行為研究.pdf

1、本文對研磨拋光3號定向航空有機(jī)玻璃(MDYB-3)從溫度-55℃到120℃，應(yīng)變率從10<'-3>到2×10<'3>/S范圍內(nèi)的力學(xué)行為進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究。低應(yīng)變率(準(zhǔn)靜態(tài)試驗(yàn))是在CSS-55000系列電子萬能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，高應(yīng)變率試驗(yàn)是在分離式Hopkinson拉桿和分離式Hopkinson壓桿裝置上進(jìn)行的。為了提高透射桿上的信號噪聲比，本試驗(yàn)中將Hopkinson拉桿的透射桿改制為低彈性模量的鋁合金材料。試驗(yàn)中試樣被直接粘接于H

2、opkinson入射桿和透射桿之間，為了驗(yàn)證此方法的有效性與可靠性，其所得結(jié)果與直接貼應(yīng)變片在試樣上所得的應(yīng)變進(jìn)行了比較和驗(yàn)證，從而有效的獲得了不同溫度不同應(yīng)變率下材料的動態(tài)拉伸性能。應(yīng)用閉環(huán)控制系統(tǒng)對試樣進(jìn)行加溫和降溫，在溫度保持過程中該系統(tǒng)溫度的波動范圍在士2℃內(nèi)。 試驗(yàn)結(jié)果表明：低應(yīng)變率下MDYB-3的彈性模量和屈服應(yīng)力隨溫度的增加而下降，當(dāng)溫度接近玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，由于分子鏈段從“凍結(jié)”狀態(tài)開始向“自由”狀態(tài)轉(zhuǎn)變使其力

3、學(xué)性能趨向于一個(gè)定值；當(dāng)應(yīng)變率在10<'2>/8或以上時(shí)，該材料的動態(tài)壓縮模量在低的溫度區(qū)段時(shí)也趨于一個(gè)恒定值，但在高溫區(qū)間卻沒有類似現(xiàn)象；在動態(tài)拉伸試驗(yàn)中觀察到了在動態(tài)壓縮中沒有發(fā)現(xiàn)的塑性流動和應(yīng)變硬化的現(xiàn)象，這可能是因?yàn)楫?dāng)試樣的變形達(dá)到一定值時(shí)材料的分子鏈或分子鏈段的取向已經(jīng)基本趨于一致，材料的繼續(xù)變形就要對分子鏈或鏈段本身進(jìn)行拉伸，變形阻力增大，從而出現(xiàn)了塑性流動過程中的塑性變形強(qiáng)化現(xiàn)象；在拉伸與壓縮試驗(yàn)中都可以發(fā)現(xiàn)，在同一試驗(yàn)溫

4、度下，隨著應(yīng)變率的增加，材料的彈性模量也隨之增加的現(xiàn)象。并且這種應(yīng)變率硬化的現(xiàn)象與溫度有直接關(guān)系，隨著溫度的升高應(yīng)變率硬化現(xiàn)象越來越不顯著。結(jié)合這些系統(tǒng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，基于已有的粘彈性本構(gòu)模型基礎(chǔ)，應(yīng)用時(shí)溫等效(TTS)原理和WLF(Williams-Landel-Ferry)方程引入一經(jīng)過改造的位移因子，建立起了一個(gè)受溫度(-55℃～120℃)和應(yīng)變率(10<'-3>/S～10<'3>/S)同時(shí)影響的粘彈性本構(gòu)預(yù)測模型。這一本構(gòu)模型可以預(yù)