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文檔簡介
1、隨著人類對(duì)資源的需求量的增大以及陸地、近海資源的枯竭,人們開始向深海進(jìn)軍,因此各國都開始重視深海開采設(shè)備的研發(fā)。深海開采設(shè)備的系泊系統(tǒng)越來越多的采用新型的聚酯纜繩,聚酯纜繩的力學(xué)性能就成為設(shè)計(jì)系泊系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。而合成纖維作為聚酯纜繩的最小組成單元的性能成為研究的重點(diǎn)。
本文將纖維在拉伸時(shí)的溫度場簡化為一維柱坐標(biāo)系下的熱傳導(dǎo)方程進(jìn)行推導(dǎo)。根據(jù)杜哈梅爾積分疊加原理對(duì)纖維在拉伸時(shí)的溫度場進(jìn)行了推導(dǎo),得到纖維的溫度是加載速率,初始溫
2、度,纖維半徑,纖維標(biāo)距的綜合函數(shù)。以此為基礎(chǔ)推導(dǎo)了丙綸纖維在不同應(yīng)變和不同加載速率下的溫度場,得到溫度沿纖維半徑呈拋物線遞減,且應(yīng)變?cè)酱?,加載速率越大纖維的溫度越高。
研究了加載速率對(duì)纖維力學(xué)性能的影響。發(fā)現(xiàn)溫度對(duì)纖維本構(gòu)的影響較大,且應(yīng)力與溫度呈現(xiàn)反比例的關(guān)系。而纖維的溫度受加載速率的影響,在不同的加載速率下的力學(xué)性能的不同實(shí)質(zhì)是溫度對(duì)纖維力學(xué)性能的影響。
推導(dǎo)出纖維在頸縮階段的溫度場并分析了纖維的力學(xué)性能。纖維在
3、進(jìn)入頸縮階段后,溫度升高的速度較快,且可達(dá)到很高的值。纖維在頸縮階段的應(yīng)力變化較為劇烈,隨著應(yīng)變的增加纖維的應(yīng)力也逐漸升高,但是當(dāng)應(yīng)力達(dá)到一定后,反而開始減小,是因?yàn)殡S著溫度的升高,纖維開始軟化,當(dāng)纖維軟化到一定階段時(shí)應(yīng)力開始減小,直至纖維斷裂。
以頸縮階段的溫度為初值,推導(dǎo)纖維在拉伸斷裂后的溫度場。研究表明:纖維斷裂后的溫度場是時(shí)間及半徑的綜合函數(shù),沿半徑以拋物線的趨勢遞減。斷裂后,纖維表層溫度散發(fā)的較快,纖維芯部的溫度散發(fā)
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