不同濕度下尼龍6棘輪行為的實驗研究.pdf

1、尼龍6(以下簡稱PA6)作為一種綜合性能優(yōu)良的熱塑性材料在汽車行業(yè)、電子電器、微機械等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在日常工作環(huán)境中，PA6會不可避免地承受循環(huán)載荷的作用，在非對稱的循環(huán)載荷下產(chǎn)生的累積的循環(huán)變形稱之為棘輪變形，而棘輪變形的累積量過大將會導(dǎo)致材料產(chǎn)生不可預(yù)期的破壞。特別地，尼龍類材料內(nèi)部有不同于其他高聚物材料的親水基團酰胺基，使其極易受到濕度的影響，所以對PA6在濕度影響下的棘輪變形行為研究顯得非常重要。
　　近年來，已有

2、眾多學(xué)者對高聚物材料的棘輪變形行為進行了大量的研究，但是仍存在以下幾點不足:(1)對不同相對吸濕度PA6材料的循環(huán)變形行為研究不夠系統(tǒng)，特別是時相關(guān)棘輪行為以及循環(huán)軟硬化特性;(2)對不同吸濕度PA6的非比例多軸棘輪行為尚未見報導(dǎo)。
　　因此，本文在室溫下對不同吸濕度PA6進行了較為系統(tǒng)的實驗研究，包括單調(diào)拉伸卸載保持實驗、蠕變實驗、單軸應(yīng)力/應(yīng)變循環(huán)實驗以及非比例多軸應(yīng)力循環(huán)實驗。主要討論PA6棘輪行為的濕度相關(guān)性、時相關(guān)性以及

3、路徑相關(guān)性，另外，還討論了不同吸濕度對尼龍6的應(yīng)變循環(huán)軟硬化特性及循環(huán)變形的影響。結(jié)果如下:0相對吸濕度下，PA6在常溫下有明顯的軸向蠕變變形產(chǎn)生，變形大小與應(yīng)力水平有關(guān)，應(yīng)力水平越高，蠕變變形越大，并且不可回復(fù)的殘余應(yīng)變越多;在非對稱應(yīng)力循環(huán)實驗中，PA6產(chǎn)生了較明顯的單軸棘輪變形，當(dāng)峰值應(yīng)力水平越高、峰值保持時間越長、應(yīng)力率越小時，棘輪應(yīng)變越大;在單軸對稱應(yīng)變循環(huán)實驗中，當(dāng)加載速率越大、應(yīng)變幅值越大時，材料溫升越明顯，循環(huán)軟化效應(yīng)也

4、越明顯;在單軸非對稱應(yīng)變循環(huán)實驗中，平均應(yīng)變越大平均應(yīng)力松弛越明顯。另外PA6材料的非比例多軸棘輪變形還與非比例加載路徑、軸向谷值應(yīng)力水平、加載速率等因素有關(guān)，在不同非比例路徑下產(chǎn)生的棘輪變形均要高于相同加載工況下單軸循環(huán)變形。
　　非0相對吸濕度下，PA6在單調(diào)拉伸、蠕變、單軸循環(huán)、非比例多軸循環(huán)變形過程中均呈現(xiàn)明顯的濕度依賴性;在單調(diào)拉伸實驗中，隨著相對吸濕度的增大，應(yīng)力響應(yīng)值越低，蠕變變形越大;對稱應(yīng)變循環(huán)中，隨著相對吸濕度