橡膠彈性(編輯修改稿)
2025-01-16 01:17 本頁面
【文章內容簡介】 時變熱（放熱），回復時吸熱。熵彈性 天然橡膠或線性非晶態(tài)聚合物的高彈態(tài)（ 溫度高于玻璃化溫度），變形主要是由原處于卷曲狀態(tài)的長分子鏈沿應力方向伸展而實現(xiàn)，伸展的分子鏈由于構象數(shù)較少，因而熵較小。外力去除后， 熵增大 的自發(fā)過程將使分子鏈重新回復到卷曲狀態(tài)，產生彈性回復。這種由熵變化為主導致的彈性變形成為熵彈性。應變 —— 無慣性移動的材料受外力作用而產生 形狀和尺寸的相對改變 。 應力 —— 單位截面積材料所承受與外力方向相反、源于分子內各種形式的結構改變而產生的 內作用力 。外力導致形變，形變產生內應力。 ◆ 應力與應變 形變類型及描述力學行為的基本物理量拉伸 Tensile剪切 Shear壓縮 Compression單軸拉伸Uniaxial elongation雙軸拉伸biaxial elongation等軸非等軸剪切拉伸壓縮介紹兩種主要受力方式 ：張力：垂直于任意截面的拉伸力。剪力：平行于平面的拉伸力。Engineering stress 工程應力True stress 真應力單位： N/m2帕斯卡拉伸 ： 受大小相等、方向相反、在一條直線上的力作用STRAIN應變 Engineering strain工程應變True strain 真應變? 伸長率 elongation ratio單位：無因次量TENSILE MODULUS 拉伸模量 OR YOUNG’S MODULUS 楊氏模量Compliance柔量 Modulus 材料抵抗變形能力的大小。單位： N/m2， 或稱為 Pa, （ MPa, GPa）SHEAR剪切剪切位移 S， 剪切角 ?， 剪切面間距 d剪切應變 ?剪切應力Shearing stress剪切應變Shearing strainSHEAR MODULUS AND COMPLIANCE IN SHEAR 剪切模量和剪切柔量簡單剪切實驗能把高聚物宏觀力學性能與它們內部分子運動相聯(lián)系，建立高聚物力學行為的分子理論?固體?液體?粘彈體適用COMPRESSION 壓縮壓縮應變 COMPRESSION STRAINModulus of pression壓縮模量 Possion ratio 泊松比 ?拉伸◆ 泊松比 拉伸試驗中材料橫向收縮應變與縱向伸長應變的比值。一些材料的泊松比材料名稱 泊松比 ? 材料名稱 泊松比 ?鋅 玻璃 鋼 ~ 石料 ~銅 ~ 聚苯乙烯 鋁 ~ 低密度聚乙烯 鉛 賽璐珞 汞 橡膠類 ~泊松比數(shù)值 解釋 不可壓縮或拉伸中無體積變化 沒有橫向收縮~ 橡膠的典型數(shù)值~ 塑料的典型數(shù)值為什么泊松比 =（體積不可壓縮）？拉伸l0*m0=(l0+ ?l)*(m0+ ?m)=2 l0* (m0+ ?m)高=l0+?l=2* l0若體積不變m0高 =l0?m=*m0 橡膠彈性的熱力學方程 —— 本質？？ 橡膠的熱力學方程的表達形式及物理意義 以適度交聯(lián)、形變完全可逆的分子鏈網(wǎng)絡為模型進行熱力學分析， 橡皮 為熱力學體系，環(huán)境是 外力、溫度和壓力 ， 可逆形變實驗在 恒溫恒壓 下完成。 長度為 l的橡皮在拉伸力 f的作用下伸長 d l，根據(jù)熱力學第一定律，體系的熱力學能為： 熱力學第一定律：能量能夠從一種形式轉變?yōu)榱硪环N形式，從一個物體傳遞給另一個物體，在轉換和傳遞的過程中，各種形式的能量的總量不變。dU=dQdW內能的變化 體系吸收的熱量 體系對外所做的功HPV UPV F TSTSGH = PV + UF = U TSG = H – TS = U + PV TSdQ=TdS 熱力學第二定律 不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不產生其他影響。假設拉伸過程為等溫可逆，根據(jù)熱力學第二定律：膨脹功 +拉伸功dW =PdVfdl單軸拉伸過程體系對外界所作的功為dU =TdSPdV+fdl橡膠在等溫拉伸中體積不變， 即 dV=0dU
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