MDYB-3有機玻璃靜動態(tài)力學行為研究.pdf

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

2、opkinson入射桿和透射桿之間，為了驗證此方法的有效性與可靠性，其所得結(jié)果與直接貼應變片在試樣上所得的應變進行了比較和驗證，從而有效的獲得了不同溫度不同應變率下材料的動態(tài)拉伸性能。應用閉環(huán)控制系統(tǒng)對試樣進行加溫和降溫，在溫度保持過程中該系統(tǒng)溫度的波動范圍在士2℃內(nèi)。 試驗結(jié)果表明：低應變率下MDYB-3的彈性模量和屈服應力隨溫度的增加而下降，當溫度接近玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時，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、學性能趨向于一個定值；當應變率在10<'2>/8或以上時，該材料的動態(tài)壓縮模量在低的溫度區(qū)段時也趨于一個恒定值，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)的塑性流動和應變硬化的現(xiàn)象，這可能是因為當試樣的變形達到一定值時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化現(xiàn)象；在拉伸與壓縮試驗中都可以發(fā)現(xiàn)，在同一試驗溫

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