【正文】 Griffith為了解釋玻璃的理論強(qiáng)度與實(shí)際強(qiáng)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(chǔ)。 ?在臨界狀態(tài)下 ， 斷裂源處裂紋尖端的橫向拉應(yīng)力＝結(jié)合強(qiáng)度 → 裂紋擴(kuò)展 → 引起周圍應(yīng)力再分配 → 裂紋的加速擴(kuò)展 → 突發(fā)性斷裂 。 因此 ， 斷裂源往往出現(xiàn)在材料中應(yīng)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 。 所受拉應(yīng)力為平均應(yīng)力的 數(shù)倍 。 高分子材料的分子看成由許多亞單元組成，每一個(gè)亞單元的末端距 ri(指連接理想的分子鏈兩端的矢量長(zhǎng)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。 意義： 據(jù)此原理可用有限的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，去 預(yù)測(cè) 很寬范圍內(nèi)材料的力學(xué)性質(zhì)。 )TT(C)TT(CL og0201t ??????對(duì)于非晶態(tài)高聚物，轉(zhuǎn)換因子 ?T與溫度 T的關(guān)系符合Williams、 Landel和 Ferry(WLF)經(jīng)驗(yàn)方程： 可借助轉(zhuǎn)換因子 ?T將某一溫度測(cè)定的粘彈性數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為另一溫度 T0的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，這就是時(shí)溫等效原理。 蠕變 靜態(tài)力學(xué)松弛過程或靜態(tài)粘彈性 恒定 應(yīng)力松弛 應(yīng)力 應(yīng)變 動(dòng)態(tài)力學(xué)松弛或動(dòng)態(tài)粘彈性 應(yīng)力和應(yīng)變均勻?yàn)闀r(shí)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(shí)溫等效原理 ? 材料的粘彈性力學(xué)松弛現(xiàn)象，不僅與 時(shí)間 有關(guān)，而且與 溫度 有關(guān)。用其正切值來表示力損又稱為力學(xué)損耗角，常?力學(xué)損耗角正切 tan?與溫度以及頻率的關(guān)系（高分子材料） 力損耗較?。? 應(yīng)變較小 主要由鍵長(zhǎng)和鍵角的改變引起，速度快到幾乎跟的上應(yīng)力的變化 鏈段開始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)材料的黏度很大，鏈段運(yùn)動(dòng)受到的摩擦阻力較大，高彈應(yīng)變明顯落后于應(yīng)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(xué)損耗角正切 tan?與溫度以及頻率的關(guān)系 應(yīng)力高頻率時(shí)，應(yīng)變完全跟不上應(yīng)力的變化 分子鏈段跟不上應(yīng)力的變化，力損耗出現(xiàn)極大值 ? 在實(shí)際生產(chǎn)中，作為工程材料， 蠕變?cè)叫≡胶?。越大則應(yīng)變位差，為應(yīng)變滯后于應(yīng)力的相 ??交變應(yīng)力作用下形變落后于應(yīng)力變化的現(xiàn)象 力損耗 力損耗 W： 當(dāng)應(yīng)變滯后于應(yīng)力時(shí)每一循環(huán)周期 損失的能量 。 式中： ?0為初始應(yīng)力， ?為松弛時(shí)間， t為時(shí)間 滯后 原因 ： 在外力作用和去除中，大分子的形變使大分子鏈段發(fā)生重排，這種過程需要一定的時(shí)間，導(dǎo)致應(yīng)變的產(chǎn)生滯后于應(yīng)力的作用。 高分子材料的總應(yīng)變包括三部分： teEE t3/21321 )1( ???????? ? ??????? ?材料的應(yīng)力松弛 應(yīng)力衰減與時(shí)間的關(guān)系為： ??? /t0 e ??在應(yīng)力松弛過程中，隨時(shí)間增加而發(fā)生高彈形變使得普彈形變減弱，從而使應(yīng)力下降；而黏性形變的發(fā)生又會(huì)使高彈形變和普彈形變都減弱 在 恒定的應(yīng)變 時(shí)，材料的內(nèi)部的 應(yīng)力隨時(shí)間 增長(zhǎng)而減小的現(xiàn)象。 材料的蠕變 ? ?1為普彈應(yīng)變 （ 對(duì)應(yīng)分子內(nèi)部鏈長(zhǎng)和鍵角在受力時(shí)的瞬時(shí)形變）， ?2為高彈應(yīng)變 （對(duì)應(yīng)分子鏈段在受力時(shí)的逐漸伸展的形變）， ?3為粘性應(yīng)變 （對(duì)應(yīng)沒有化學(xué)交聯(lián)的線性分子鏈?zhǔn)芰r(shí)的相對(duì)滑移形）。 擴(kuò)散蠕變理論 ?認(rèn)為材料在高溫下的蠕變現(xiàn)象與晶體中的擴(kuò)散現(xiàn)象類似，蠕變過程是在應(yīng)力作用下空位沿應(yīng)力作用方向（或晶粒沿相反方向）擴(kuò)散的一種形式 晶界蠕變理論 ?認(rèn)為多晶界材料由于存在大量的晶界，當(dāng)晶界位相差大時(shí)，可把晶界看成非晶體，在溫度較高時(shí)，晶界粘度迅速下降， 應(yīng)力使得晶界發(fā)生粘性流動(dòng)而導(dǎo)致蠕變 。 位錯(cuò)蠕變理論 ?認(rèn)為在低溫時(shí)受到阻礙而難以發(fā)生運(yùn)動(dòng)的位錯(cuò)，在高溫時(shí)由于 熱運(yùn)動(dòng)增大了原子的能量 ，使得位錯(cuò)能克服阻礙發(fā)生運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致材料的蠕變。 ? 影響蠕變的因素有 ：溫度、應(yīng)力、組分、晶體鍵型、氣孔、晶粒大小和玻璃相等。 ?晶格結(jié)構(gòu)影響位錯(cuò)能，進(jìn)而影響塑性形變。 實(shí)際晶體材料的滑移 ? 位錯(cuò)缺陷在滑移面上沿滑移方向運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。 孿晶 ?孿晶是晶體材料中 的一部分相對(duì)于另一部分沿一定晶面（孿生面）和晶向（孿生方向）發(fā)生切變； 原子格點(diǎn)排列一部分與另部分呈鏡像對(duì)稱的現(xiàn)象。 ?滑移和孿晶：晶體塑性形變兩種基本形式 滑移 ? 在外加切應(yīng)力作用下，晶體的一部分相對(duì)于另一部分沿一定晶面（滑移面）的一定方向（滑移方向）發(fā)生相對(duì)的滑動(dòng) ? 滑移一般發(fā)生在原子密度大的晶面和晶面指數(shù)小的晶向上。 絕對(duì)速率理論的粘性流動(dòng)模型 ? 認(rèn)為液體流動(dòng)是一種速率過程，某一液體層相 對(duì)于鄰層液體流動(dòng)時(shí)，液體分子從一種平衡態(tài) 越過勢(shì)壘到達(dá)另一種平衡狀態(tài)。 理想粘性形變行為遵循 牛頓粘性定律 ，即剪切應(yīng)力與應(yīng)變率或流動(dòng)速度梯度成正比 dxdvdtd ???? ???稱為粘性系數(shù)（單位： Pa ?單晶及具有織構(gòu)的材料或復(fù)合材料 （ 用纖維增強(qiáng) ）具有明顯的方向性 ， 在此情況下 ， 各種彈性常數(shù)隨方 向不同 ， 則虎克定律描述了更一般的 ??關(guān)系 。 對(duì)于彈性形變 ， 金屬材料的泊松比為 ~，無機(jī)材料為 ～ 。 EExzxxyxzxy?????????????????????zyx ??? ，若長(zhǎng)方體各面分別受有均勻分布的正應(yīng)力 ,則在各方面的總應(yīng)變可以將三個(gè)應(yīng)力分量中的第一個(gè)應(yīng)力分量引起的應(yīng)變分量疊加而求得。 當(dāng)長(zhǎng)方體伸長(zhǎng)時(shí) ， 側(cè)向要發(fā)生橫向收縮 Exx ?? ?Ebbbbbccccczy??????????????Exx ?? ?。 根據(jù)剪切應(yīng)力互等的原理可知： ?xy=?yx， 故某點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)由 6個(gè)應(yīng)力分量來決定 ???????????zzzyyzyzyyyxxzxyxxij?????????? ?應(yīng)變（ Strain）： 材料受力時(shí)內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)之間的相對(duì)位移 對(duì)于各向同性的材料，有三種基本 應(yīng)變類型： 拉伸應(yīng)變 ?， 剪切應(yīng)變 ? 壓縮應(yīng)變△ 拉伸應(yīng)變 ? 拉伸應(yīng)變：指材