【文章內(nèi)容簡介】 ????dtdt )t(d)t( ??? ? ??dttt ?????? ???? )c o s (s i n 00＝????????? ?? si n)c o s(si n 0/2022 ??? dttt＝耗的大小。用其正切值來表示力損又稱為力學損耗角，常?力學損耗角正切 tan?與溫度以及頻率的關系（高分子材料） 力損耗較?。? 應變較小 主要由鍵長和鍵角的改變引起，速度快到幾乎跟的上應力的變化 鏈段開始運動，此時材料的黏度很大，鏈段運動受到的摩擦阻力較大，高彈應變明顯落后于應力的變化，出現(xiàn)極大值 材料從高彈態(tài)向黏流態(tài)過渡，分子鏈段間發(fā)生相互滑移 力學損耗角正切 tan?與溫度以及頻率的關系 應力高頻率時，應變完全跟不上應力的變化 分子鏈段跟不上應力的變化，力損耗出現(xiàn)極大值 ? 在實際生產(chǎn)中，作為工程材料， 蠕變越小越好 。如 聚四氟乙烯 的蠕變嚴重，不能作為機械零件，但具有很好的自潤滑特性，是很好的密封材料；而橡膠材料硫化交聯(lián)的方法是為了防止因分子間滑移的粘性形變而引起的蠕變；又如材料加工時會產(chǎn)生內(nèi)應力，常用升溫退火的方法來消除，以防止產(chǎn)品彎曲或開裂。 蠕變 靜態(tài)力學松弛過程或靜態(tài)粘彈性 恒定 應力松弛 應力 應變 動態(tài)力學松弛或動態(tài)粘彈性 應力和應變均勻為時間的函數(shù) 滯 后 力損耗 tan ?越小越好 防震與隔音材料 tan ?越大越好 時溫等效原理 ? 材料的粘彈性力學松弛現(xiàn)象，不僅與 時間 有關，而且與 溫度 有關。升高溫度與延長時間對分子運動及其引起的粘彈性行為是等效的 。 )TT(C)TT(CL og0201t ??????對于非晶態(tài)高聚物，轉換因子 ?T與溫度 T的關系符合Williams、 Landel和 Ferry(WLF)經(jīng)驗方程： 可借助轉換因子 ?T將某一溫度測定的粘彈性數(shù)據(jù)轉換為另一溫度 T0的對應數(shù)據(jù)，這就是時溫等效原理。 原理： 粘彈性材料的力學松弛行為是其整個歷史上各個應力貢獻的 線性加和 的結果。 意義： 據(jù)此原理可用有限的實驗數(shù)據(jù)，去 預測 很寬范圍內(nèi)材料的力學性質(zhì)。 模擬材料粘彈性的力學元件 代表理想彈性體 其力學性質(zhì)服從 Hook定律 代表理想粘性體， 服從牛頓粘性定律 理想彈簧 理想粘壺 Maxwell模型 ? 由一個理想彈簧和理想粘壺 串聯(lián) 而成 ???????2121???????在保持應變恒定時，應力 ?隨時間按指數(shù)規(guī)律衰減 ?????/t00 et)Ee x p ( )t( ???tEE ?????? ?? 211 ,＝應變對時間 t求一階導數(shù)有： 0121 ＝?????? ???? dtdEdtddtddtd應力松弛過程中，總應變恒定 為松弛時間＝ E??? 由一個理想彈簧和理想粘壺 并聯(lián) 而成 ??????2121??????＝)e1(E)t( /t0 ??? ??? ? 在保持應力恒定時，應變隨時間的增大而增大 Voigt模型 dtddtdEE???????????2211＝應力對時間 t求一階導數(shù)有 022??? dtddtdEdtd ????蠕變過程總應力恒定 實際材料的粘彈性廣義模型 廣義的 Maxwell模型 廣義的 Voigt模型 由幾個并聯(lián)的 Maxwell模型組成 由幾個串聯(lián)的 Voigt模型組成 ????ntt/tt/ntt0eE)t(EeE)t(????)e1)(()t( /tnt i??? ???? ?)e1(SS ( t ) /tnti???? ?粘彈性的微觀分子理論 由于高分子材料的分子鏈是線性的，并且要考慮的形變是單軸方向的，因此可以采用在 X方向上的 ‘ 有效彈性系數(shù) ’ 而把體系描述成在一維方向上的分子鏈。 高分子材料的分子看成由許多亞單元組成，每一個亞單元的末端距 ri(指連接理想的分子鏈兩端的矢量長度 )的分布都屬于高斯分布 ,亞單元的質(zhì)量集中在由 Hook彈簧連接在一起的珠子上。 材料的斷裂與機械強度 ? 機械強度 （ Mechanical Strength） 根據(jù)外力作用的形式 材料在外力作用下抵抗形變及斷裂破壞的能力 抗拉強度抗沖強度抗壓強度抗彎強度抗剪強度 ? 材料原子間結合力的最大值 σth ???? xth2s in???????? ? thth dxx ?? ? 2si n2 20axEE ?? ?????? xx 22s in ?2/1)(aEth?? ? 材料的理論結合強度 ???? 2?thPa103,103,1 J/ mPa103 1010211 ?????? ? thmaE ?? 則＝，一般材料： 材料的應力 應變圖 OA段 線性關系 —— Hook定律 脆性斷裂 B點以后 —— 韌性斷裂 D點以后，應力又明顯變大 —— 應變硬化 （ B點 屈服點或屈服強度（ yield strength） 在外力作用下 ， 在高度應力集中點 （ 內(nèi)部和表面 的缺陷和裂紋 ） 附近單元 。 所受拉應力為平均應力的 數(shù)倍 。 如果超過材料的臨界拉應力值時 ， 將會產(chǎn)生裂 紋或缺陷的擴展 ， 導致脆性斷裂 。 因此 ， 斷裂源往往出現(xiàn)在材料中應力集中度很高 的地方 ， 并選擇這種地方的某一缺陷 （ 或裂紋 、 傷痕 ） 而開裂 。 脆性斷裂行為 裂紋的存在及其擴展行為決定了材料抵抗斷裂的 能力 。 ?在臨界狀態(tài)下 ， 斷裂源處裂紋尖端的橫向拉應力＝結合強度 → 裂紋擴展 → 引起周圍應力再分配 → 裂紋的加速擴展 → 突發(fā)性斷裂 。 突發(fā)性斷裂與裂紋緩慢生長 ?當裂紋尖端處的橫向拉應力尚不足以引起擴展，但在 長期受力情況下，會出現(xiàn)裂紋的緩慢生長。 1920年 Griffith為了解釋玻璃的理論強度與實際強度的差異，提出了微裂紋理論，后來逐漸成為脆性斷裂的主要理論基礎