高聚物粘弹性力学模型的几个问题
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第7章 聚合物的粘弹性1.举例说明聚合物的蠕变,应力松弛,滞后和内耗现象。
为什么聚合物具有这些现象?这些现象对其的使用性能存在哪些利弊?2简述温度和外力作用对聚合物内耗大小的影响。
画出聚合物的动态力学谱示意图,举出两例说明谱图在研究聚合物结构和性能等方面的应用。
3.指出Maxwell 模型,Kelvin 模型和四元件模型分别适宜于模拟哪一类聚合物的那一种力学松弛过程?4.什么是等效原理?该原理在预测聚合物材料的长期使用性能方面和在聚合物加工过程中各有哪些知道意义?5.定量说明松弛时间的含义。
为什么说作用力时间和松弛时间相当时,松弛时间才被明显的观察的到?6简述聚合物黏弹理论的研究现状和展望。
7.以某种聚合物材料作文两根管子接口法兰的密封垫圈,假设该材料的力学行为可以用Maxwell 模型来描述。
已知垫圈压缩应变为0.2,初始模量为6103×N/㎡,材料应力松弛时间为300d ,管内流体的压力位6103.0×N/㎡,试问多少天后接口处将发生泄漏?8.将一块橡胶试片一端夹紧,另一端加上负荷,使之自由振动。
已知振动周期为0.60s ,振幅每一周期减少5%,试计算:(1)橡胶试片在该频率(或振幅)下的对数减量和损耗角正切。
(2)假若△=0.02,问多少周期后试样的振动振幅将减少到起始值的一半?9.分别写出纯粘性液体(粘滞系数η),理想弹性体(弹性模量E ),Maxwell 单元(M M E η,)和Kelvin 单元(K K E η,)在t=0是加上一恒定应变塑料K 后应力(σ)随时间(t )的变化关系,并以图形表示。
10.设聚丙烯为线形黏弹体,其柔量为()()11.02.1−=GPa t t D (t 的单位为s),应力状态如下:σ=0 t <0σ=1MPa 0≤t ≤1000sσ=1.5MPa 1000s ≤t ≤2000s试计算1500s 时,该材料的应变值。
11.在频率为1Hz 条件下进行聚苯乙烯试样的动态力学性能实验,125℃出现内耗峰。
玻璃态橡胶态 引言 关于粘弹性材料聚合物( Polymer ):是由各类单体分子通过 聚合反应而形成的材料,又称高分子材料。
包 括塑料、化纤、橡胶、粘结剂等,一般来讲它 们具有高弹性和高粘性的特点。
“ 高分子 高分子” ” 材料由长键状大分子组成大分子示意图 引言 关于粘弹性材料聚合物具有轻巧、价廉和便于加工成形等优 聚合物具有轻巧、 点,这类材料在用途上和用量上都在迅速增 长。
目前全世界聚合物的产量, 目前全世界聚合物的产量,在体积上已 经超过钢产量。
经超过钢产量 。
预计本世纪将在重量上超过 钢产量。
钢产量 。
高分子所具有的一些独特性能, 高分子所具有的一些独特性能,如 橡胶体的高弹性和粘结剂的高粘结性等, 橡胶体的高弹性和粘结剂的高粘结性等 ,更 是其他材料无法替代的。
是其他材料无法替代的 。
聚合物性态与温度和时间关系很大。
引言 关于粘弹性材料 粘性:材料在加载时变形随时间增加而 增加 在卸载后变形继续保留下 增加,在卸载后变形继续保留下 来的现象。
粘弹性材料:应力应变关系与时间有关 粘弹性材料: 应力应变关系与时间有关σ = f (ε , t )粘弹塑性材料:应力应变关系与时间有关 粘弹塑性材料: 应力应变关系与时间有关 , t )=0 ,ε ,ε f (σ , σ ) 引言 关于粘弹性材料材料的阶段性…… 研究的方法论…… 问题的洞察力…… 粘性是连接固体与流体的桥梁...... 引言 应力—应变与时间的关系 ▣ 与时间无关的线性应力-应变关系 线性弹性:σ = E 0ε σ = E (t )ε σ = f (ε , t )▣ 与时间有关的线性应力-应变关系 线性粘弹性: 非线性粘弹性 非线性粘弹性: ▣ 与时间有关的非线性应力-应变关系 与 有关的 线性应力 应变关系 引言 应力—应变与时间的关系 ▣ 与时间无关的线性应力-应变关系 线性弹性: 线性弹性σt1t2σ = E 0εε 引言 应力—应变与时间的关系 ▣ 与时间有关的线性应力-应变关系 σ t1 t2 线性粘弹性:σ = E (t )εε 引言 应力—应变与时间的关系 ▣ 与时间有关的非线性应力-应变关系σ非线性粘弹性:t1t2σ = f (ε , t )ε 引言 蠕变与松弛现象σ蠕变(Creep): 蠕变( 在保持应力水平不 变前提下,应变随 时间的增加而增加 的现象 的现象。