聚合物的粘弹性变形
《聚合物的粘弹》课件
π-π堆叠： 分子间通 过π-π堆 叠形成的 键合，具 有较弱的 键合力
聚合物分子链的运动形式：平移、旋转、振动 相对运动的影响因素：温度、压力、分子链长度 相对运动的结果：聚合物的粘弹性 粘弹性理论：描述聚合物分子链相对运动的理论
聚合物分子链的构象变化 链段间的相互作用 链段与溶剂的相互作用 链段与链段的相互作用
塑料的粘弹性：影响塑料的加工性能和力学性能 粘弹性在塑料成型中的应用：提高塑料的成型质量和效率 粘弹性在塑料加工中的应用：改善塑料的加工性能和加工条件 粘弹性在塑料制品中的应用：提高塑料制品的力学性能和使用寿命
提高纤维的强度和韧性 改善纤维的耐磨性和抗疲劳性 增强纤维的弹性和恢复能力 提高纤维的耐热性和耐化学性
范德华力： 分子间的非 键合相互作 用，包括色 散力、诱导 力和偶极偶极相互作 用
氢键：分 子间通过 氢原子形 成的键合， 具有较强 的键合力
离子键：分 子间通过离 子的相互作 用形成的键 合，具有较 强的键合力
共价键： 分子间通 过共用电 子对形成 的键合， 具有较强 的键合力
配位键：分 子间通过配 位原子与中 心原子形成 的键合，具 有较强的键 合力
加工温度过低，可 能导致聚合物结晶 或硬化
加工压力增大，聚合物的粘弹性增强 加工压力减小，聚合物的粘弹性减弱 加工压力对聚合物的粘弹性有显著影响 加工压力的变化会影响聚合物的加工性能和成品质量
第四节 聚合物的粘弹性
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（6）不同种类聚合物蠕变行为不同
线形非晶态聚合物 如果T<<Tg时作试验只能看到蠕变的起始部分，要 观察到全部曲线要几个月甚至几年。 如果T>>Tg时作实验，只能看到蠕变的最后部分。 在Tg附近作试验可在较短的时间内观察到全部曲线。 交联聚合物的蠕变 无粘性流动部分 晶态聚合物的蠕变 不仅与温度有关，而且由于再结晶等情况，使蠕 变比预期的要大
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普通粘、弹概念
一、基本概念
弹:外力→形变→应力→储存能量
外力撤除→能量释放→形变恢复
能量完全以弹性能的形式储存，然后又全
部以动能的形式释放，没有能量的损耗。
粘:外力→形变→应力→应力松弛→能量耗散
外力撤除→形变不可恢复
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模量与时间有关
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高分子液体，除了粘度特别大以外，其流动 行为往往不服从牛顿定律，即η随剪切速率而 变化。 原因：流动过程中伴随着构象的改变，η不再 是常数；而当外力除去时，链分子重新卷曲 （解取向）。 高分子液体在流动过程中仍包含有熵弹 性形变，即含有可回复的弹性形变。
聚合物的粘弹性
第7章聚合物的粘弹性
7.1基本概念
弹：外力→形变→应力→储存能量→外力撤除→能量释放→形变恢复
粘：外力→形变→应力→应力松驰→能量耗散→外力撤除→形变不可恢复
理想弹性：
服从虎克定律
σ＝E·ε
应力与应变成正比，即应力只取决于应变。
理想粘性：服从牛顿流体定律
应力与应变速率成正比，即应力只取决于应变速率。
总结：理想弹性体理想粘性体
虎克固体牛顿流体
能量储存能量耗散
形状记忆形状耗散
E＝E(σ.ε.T) E＝E(σ.ε.T.t)
聚合物是典型的粘弹体，同时具有粘性和弹性。
E＝E(σ.ε.T.t)
但是高分子固体的力学行为不服从虎克定律。当受力时，形变会随时间逐渐发展，因此弹性模量有时间依赖性，而除去外力后，形变是逐渐回复，而且往往残留永久变形(γ∞)，说明在弹性变形中有粘流形变发生。
高分子材料(包括高分子固体，熔体及浓溶液)的力学行为在通常情况下总是或多或少表现为弹性与粘性相结合的特性，而且弹性与粘性的贡献随外力作用的时间而异，这种特性称之为粘弹性。粘弹性的本质是由于聚合物分子运动具有松弛特性。
7.2聚合物的静态力学松弛现象
聚合物的力学性质随时间的变化统称为力学松弛。高分子材料在固定应力或应变作用下观察到的力学松弛现象称为静态力学松弛，最基本的有蠕变和应力松弛。
(一)蠕变
在一定温度、一定应力的作用下，聚合物的形变随时间的变化称为蠕变。
理想弹性体：σ＝E·ε。
应力恒定，故应变恒定，如图7-1。
理想粘性体，如图7－2，
应力恒定，故应变速率为常数，应变以恒定速率增加。
图7-3 聚合物随时间变化图
聚合物：粘弹体，形变分为三个部分;
第七章 聚合物的黏弹性
1.滞后现象（hysteresis）
①定义:聚合物在交变应力的作用 下,形变落后于应力变化的现象. ②产生原因:
形变由链段运动产生,由于链 段运动时受内摩擦阻力作用,外力 变化时,链段的运动还跟不上外力 的变化,所以形变落后于应力 ,产 生一个位相差 。 (t ) sin(wt )
普弹形变示意图
（ii）高(滞)弹形变（2）
聚合物受力时，高分子链通过链段运动产生的形变，形变量 比普弹形变大得多，但不是瞬间完成，形变与时间相关。当 外力除去后，高弹形变逐渐回复。
可用形变与时间关 系来描述
2
2
0
E2
(1 e t / ) 0 D2 (t )
为松弛时间 t1 t2 t
σ σ0 拉伸 回缩 拉伸曲线下面积——为外 力对橡胶所作的拉伸功 回缩曲线下面积——为橡 胶对外所作的回缩功 面积之差 损耗的功
ε1 ε0 ε2
ε
图11 硫化橡胶拉伸—回缩应力应变曲线 滞后环面积越大,损耗越大.
损耗的功W
B A
外力对高分子体系做功∝AOABE 高分子体系对外界做功∝ ADCBE 损耗的功∝ AOABCD 2 d (t ) W (t ) dt 0 dt
Polymer Ideal viscous liquid Ideal elastic solid
t
聚合物的粘弹性
第7章聚合物的粘弹性
7.1
基本概念
弹：外力T 形变T 应力T 储存能量T 外力撤除T 能量释放T 形变恢复
粘：外力T 形变T 应力T 应力松驰T 能量耗散T 外力撤除T 形变不可恢复
理想弹性： 服从虎克定律
CT= E •£
应力与应变成正比，即应力只取决于应变
理想粘性：服从牛顿流体定律
cr= 7?— dt
应力与应变速率成正比，即应力只取决于应变速率
聚合物是典型的粘弹体，同时具有粘性和弹性。
E = E （ a . £ .T.t ）
但是高分子固体的力学行为不服从虎克定律。当受力时，形变会随时间逐渐发展，因此弹性模量有时 间依赖性，而除去外力后，形变是逐渐回复，而且往往残留永久变形 （丫^），说明在弹性变形中有粘流形变
发生。
高分子材料（包括高分子固体，熔体及浓溶液）的力学行为在通常情况下总是或多或少表现为弹性与粘 性相结合的特性，而且弹性与粘性的贡献随外力作用的时间而异，这种特性称之为粘弹性。粘弹性的本质 是由于聚合物分子运动具有松弛特性。
7.2 聚合物的静态力学松弛现象
聚合物的力学性质随时间的变化统称为力学松弛。高分子材料在固定应力或应变作用下观察到的力学松 弛现象称为静态力学松弛，最基本的有蠕变和应力松弛。
（一）蠕变
在一定温度、一定应力的作用下，聚合物的形变随时间的变化称为蠕变。 理想弹性体：a= E- S 应力恒定，故应变恒定，如图
7-1
总结：理想弹性体 虎克固体 能量储存 形状记忆
E = E （「£ .T ） E
理想粘性体
牛顿流体 能量耗散 形状耗散
=E （ a . £ .T.t ）
聚合物的在成型过程中的流动和形变
聚合物的在成型过程中的流动和形变
聚合物在各种成型过程中，大部分工艺均要求它处于粘流态，因为在这种状态下，聚合物在外力的作用下易于发生流动和变形。流动与形变是聚合物成型加工中最基本的工艺特征。
高聚物流体有两种形式，一种是由固体加热到粘流温度或熔点以上，变成熔融状液体，即熔体。也称干法塑化，特点是利用加热将高聚物固体变成熔体，定型时仅为简单的冷却。但塑化时局部易产生过热现象。另一种是加入溶剂使高聚物达到粘流态，即分散体。也称湿法塑化，特点是用溶剂将塑料充分软化，定型时须脱溶剂，同时考虑溶剂的回收。其优点是塑化均匀，能避免高聚物过热。在成型加工过程中，两种高聚物流体都有着广泛的应用。这里主要介绍高聚物熔体的形式。
一、聚合物在成型过程中的流动性能
聚合物在加工过程中具有的流动和形变均是由外力作用的结果。聚合物成型时，在外力作用下，其内部必然会产生与外力相平衡的应力。主要的应力有三种：即切应力、拉伸应力和流体静压力。如熔体在注射机喷嘴或模具的流道的流动产生剪切应力；熔体在挤出吹塑时被拉伸产生拉伸应力，实际加工过程中，聚合物的受力非常复杂，往往是这三种应力同时出现，如熔体在挤出成型和注射成型中物料进入口模、浇口和型腔时流道截面积发生改变条件下的流动等，但剪切应力最为重要，因为聚合物流体在成型过程中流动的压力降，塑件的质量等都受其制约。流体静压力是熔体受到压缩作用而产生的，它对流体流动性质的影响相对较小，一般可以忽略不计，但对粘度有一定的影响，在压缩成型时流体静压力是较为主要的应力。
聚合物在一定的温度和压力条件下具有流动性，流体在平直圆管内流动的形式有层流和湍流两种，如图2—5所示，图a 为层流，层流是一层层相邻的薄层液体沿外力作用方向进行的滑移。流体的质点沿着许多彼此平行的流层运动，同一流层以同一速度向前移动，各流层的速度虽不一定相等，但各流层之间不存在明显的相互影响。 图b 为湍流，又称“紊流”，流体的质点除向前运动外，各点速度的大小、方向都随时间而变化，质点的流线呈紊乱状态。 层流和湍流是以临界雷偌数（Re
第七章聚合物的粘弹性
3）温度——温度太高，链段运动很快，完全可 以跟上应力的变化，无滞后现象。温度太低， 链段运动很慢，形变完全来不及发展，滞后 现象不明显。只有在Tg附近几十度的温度范 围内，链段能够充分运动但又跟不上应力的 变化，才会出现明显的滞后现象。
力学损耗
聚合受到交变应力作用时如果不发生滞后，每 一次形变过程外力所做的功都可以以弹性储能的形 式完全释放出来，用来恢复原来的形状，在一个应 力交变循环过程中没有能量损耗。
应变恒定： dε/dt = 0， ε（t）= εo
内耗对橡胶使用性能的影响
1）内耗大的材料有利于吸收能量，并将能量转变 为热能释放。可以用做减震阻尼材料，用来消 声减震。 2）内耗大的材料回弹性很差，不适宜用做车辆轮 胎。 内耗是以热量的形式释放出来，而高分子材料是 热的不良导体，热量不易传递出去。在交变应力作 用下，不断积累的热量会使高分子材料自身的温度 上升，从而影响材料的使用性能。
蠕变现象与外力大小也有关系——在小应力和 短时间作用下，蠕变量非常小，不容易观察出来。 在大应力持续作用下，蠕变的发展比较快。 观察蠕变最适宜的温度范围是在聚合物的Tg温 度以上不远处，此时链段的运动刚开始，运动时受 到的内摩擦阻力较大，蠕变现象最为明显。
蠕变对聚合物材料使用的影响： （1）尺寸稳定性； （2）长期负载能力；
2
E 2
( 1et )
( 1 e) t EE
第七章 聚合物的粘弹性
PVC的Tg=80℃,加入增塑剂后,玻璃化温度大大下降,成为软 PVC做雨衣,此时处于高弹态,很容易产生蠕变.
4、蠕变的影响因素
（1）温度：温度升高，蠕变速率增大，蠕变程度变大 因为外力作用下，温度高使分子运动速度加快，松弛加快 （2）外力作用大，蠕变大，蠕变速率高（同于温度的作用）
外 力 增 大
a.玻璃化温度高于室温,且分子链含有苯环等刚性链 b.交联:可以防止分子间的相对滑移.
（二）应力松弛
1、定义:在恒定的温度和形变不变的情况下,聚合物
内部应力随着时间的增长而逐渐衰减的现象.
0e
t
t
2、应力松弛曲线： 应力 σ0
交联物
σ (∞)
线形物
不能产生质心位移， 应力只能松弛到平衡 值
总结：
高分子链的构象重排和分子链滑移是导致材料蠕变和应力
松弛的根本原因。
（三）滞后与内耗（动态粘弹性） 在正弦或其它周期性变化的外力作用下,聚合物粘弹性的表现。 研究动态力学行为的实际意义? 用作结构材料的聚合物许多是在交变的力场中使用,因此必 须掌握作用力频率对材料使用性能的影响. 如外力的作用频率从0→100~1000周,对橡胶的力学性能相当于 温度降低 20~40℃,那么在-50℃还保持高弹性的橡胶,到-20℃
0
t
表现为粘性（塑料雨 衣变形）
聚合物的粘弹性
7.1.1 蠕变
蠕变曲线: 通常,蠕变曲线代表三部分贡献的叠加:
(1)普弹形变：键角，键长的变化
式中:E1—普弹模量，D1—普弹柔量
(2)高弹性变：链段运动
式中:E2—普弹模量，D2—普弹柔量
(3)粘性形变：整链运动
式中:E3—普弹模量，D3—普弹柔量
7.1.1 蠕变 影响蠕变的因素： a. 分子链的柔顺性
7.1.3 滞后现象与内耗 滞后影响因素 2.外力作用频率
频率高，链段来不及运动，不存在滞后，表现为刚性高分 频率低，分子链跟得上外力变化，滞后也不太明显 频率适中时，分子链既运动又跟不上外力变化，滞后大
7.1.3 滞后现象与内耗 滞后影响因素 3.温度 温度很高，分子运动加剧，跟得上外力变化，滞后不 明显 温度很低，分子运动极慢，对外力变化不反应，滞后 也不明显 温度适中，高分子有一定的运动能力，响应外力变化 ，但又跟不上变化，滞后很明显
7.1.3 滞后现象与内耗 （1）滞后 滞后：交变压力作用下，高分子材料的形变总是落后于应 力变化的现象 产生原因：分子运动的时间依赖性总落后于应力的变化 例子：橡胶轮胎 传送带 一侧拉力，一侧压力 防震材料，隔音材料
7.1.3 滞后现象与内耗 滞后影响因素 1.滞后与分子结构有关 刚性分子，滞后小；柔性分子，滞后大 柔性分子链易运动，对应力进行反应，但不易跟上 应力的变化； 极柔性（理想）的高分子滞后也不明显；柔性分子 链太易运动，跟不上应力的变化； 只有柔性适中的高分子滞后表现明显
第七章 聚合物的黏弹性
E
ΔW C O D
W
ຫໍສະໝຸດ Baidu
2
( sin wt )
0
d [ sin(wt )] dt dt
δ=0 δ=90°
面积大小为单位体积内材料在每一 次拉伸-回缩循环中所消耗的功
W sin
此外，橡胶试样在每一拉伸-回缩过程中的1/4周期（wt=π/2） 时具有最大的能量储存Wst。 外力做的总功为：
W
2
0
2 d [ sin(wt )] d (t ) dt (t ) dt ( sin wt ) dt t
0
1 cos sin 2 4
可用形变与时间关 系来描述
2
2
0
E2
(1 e t / ) 0 D2 (t )
为松弛时间 t1 t2 t
2 E 2
（iii）粘性流动（3）：
受力时发生分子链的相对位移，外力除去后 粘性流动不能回复，是不可逆形变。
3
可用Newton Liquid 来描述
.
d dt
则
sin(t )
黏性形变力
(t ) sin t cos cos t sin
聚合物的高弹性和黏弹性
粘弹性
• 举例：
• PS制品很脆，一敲就碎（脆性） • 尼龙制品很坚韧，不易变形，也不易
破碎（韧性） • 轻度交联的橡胶拉伸时，可伸长好几
倍，力解除后基本恢复原状（弹性） • 胶泥变形后，却完全保持新的形状（
粘性）
（1）高聚物的高弹性——
链柔顺性
构象的改变
•
就是说，在外力作用下，橡胶分子链由原来蜷曲无序的状态变为伸直有序状态。
熵由大变小，由无序变有序；终态是不稳定体系，当外力除去以后，就会自发地恢复 到初态。
也就是说，橡皮由拉伸态恢复到原来状态是熵增过程（自发过程），也就解释了高弹形 变为什么是可回复的。
它与一般材料的普弹性的差别就是因为构象的改变：
形变时构象熵减小，恢复时增加。
内能在高弹性形变中许不多起主不要同作的用构象
（内能却是普弹形变的主要起因）。
极大的分子量
（2）高聚物的粘弹性——
弹性材料 粘性流体
描述粘弹性高聚物材料的力学行为必须同时考虑 应力 四个参数。 应变 时间 温度
第二节 高弹性
第一节 概述 第二节 高弹性 第三节 粘弹性
源自文库
一、
形变性能 Deformation
第一节 概述
弹性 Elasticity
普弹性 高弹性 High elasticity
第七章聚合物的粘弹性
4、蠕变的影响因素
（1）温度：温度升高，蠕变速率增大，蠕变程度变大 因为外力作用下，温度高使分子运动速度加快，松弛加快
（2）外力作用大，蠕变大，蠕变速率高（同于温度的作用）
外温
力度
增升
大高
t
图5 蠕变与,T的关系
（3）受力时间： 受力时间延长，蠕变增大。
（4）结构 主链钢性：分子运动性差，外力作用下，蠕变小
如果形变的变化跟不上应力的变化,发生滞后现象,则每 一次循环变化就会有功的消耗(热能),称为力学损耗,也叫 内耗.
内耗的情况可以从橡胶拉伸—回缩的应力应变曲线上看出
σ
1
B
A
E
C
0D
1
1 1
ε
硫化橡胶拉伸和回缩的应力-应变曲线
拉伸时，外力对体系所做的功,一方面用来改变链段的构 象(产生形变),另一方面提供链段运动时克服内摩擦阻力 所需要的能量.
δ越大，说明滞后现象越严重
③滞后现象与哪些因素有关?
a.化学结构: 刚性链滞后现象小，柔性链滞后现象大. b.温度: 当不变的情况下: T↑，会使链段运动加快，当温
度很高时形变几乎不滞后于应力的变化，滞后几乎不出现； 温度很低,链段运动很慢，在应力增长的时间内形变来不及 发展，也无滞后;只有在某一温度，约Tg上下几十度的范围 内，连段能充分运动，但又跟不上，所以滞后现象严重。
chapter聚合物流变学- 聚合物的线性粘弹性
第5章聚合物的线性粘弹性
前面我们讨论了四种模式来描述高聚物在一定条件下表现出的性状。线弹性适用于在低于玻璃化温度下的高聚物，非线性弹性适用于高于Tg时的部分交联的高聚物。在这两种模式的讨论中，线弹性的高聚物的形变是在应力作用时瞬时发生的不随时间而改变；对非线性弹性的橡胶，我们没有考虑其时间依赖性，而是考虑在平衡态时的应变，因而它也不随时间而变。线性粘性及非线性粘性则适用于高聚物溶液及高聚物熔体。这四种模式在一定的条件下可应用于高聚物性状的分析。
弹：外力→形变→应力→储存能量→外力撤除→能量释放→形变恢复
粘：外力→形变→应力→应力松驰→能量耗散→外力撤除→形变不可恢复
理想弹性：服从虎克定律ζ＝E·ε应力与应变成正比，即应力只取决于应变。受外力时平衡应变瞬时达到，除去外力应变立即恢复。
理想粘性：服从牛顿流体定律应力与应变速率成正比，即应力只取决于应变速率。受外力时应变随时间线形发展，除去外力应变不能恢复。
实质上，在一般情况下，高聚物的性状并不能用以上四种简单模式来表示，首先高聚物在应力作用下，可能同时表现出弹性和粘性；其次高聚物在一般情况下，在恒定应力作用下，应变是随时间而变化的，即应变的时间依赖性(或在应变一定时，应力随时间而变化，即应力的时间依赖性)。
高分子固体的力学行为不服从虎克定律。当受力时，形变会随时间逐渐发展，因此弹性模量有时间依赖性，而除去外力后，形变是逐渐回复，而且往往残留永久变形(γ∞)，说明在弹性变形中有粘流形变发生。高分子液体，除了粘度特别大以外，其流动行为往往不服从牛顿定律，即η随γ而变化。这是由于流动过程中伴随着构象的改变，η不再是常数；而当外力除去时，链分子重新卷曲(解取向)。因此，高分子液体在流动过程中仍包含有熵弹性形变，即含有可回复的弹性形变。
第六节 聚合物的变形
陶瓷晶体塑性变形的特点
共价键晶体： 共价键具有方向性，而且结合力很强，位错运动 时必须破坏原子的键合，位错运动有很高的点阵阻力。 不论是单晶体还是多晶体，都是脆的。
共价键对位错运动的影响
离子键晶体：
单晶体：在室温受压应力作用时可有较大的塑性 变形，因为位错沿45°方向运动，则在滑移过程中相 邻晶面始终由库仑力保持相吸。
第六节
聚合物的变形
聚合物由大分子链构成。
这种大分子链一般具有柔性，整个分子可相对运 动，分子不同链段之间也可相对运动。 这种分子的运动依赖于温度和时间，具有明显的 松弛特性(金属在高温下也具有松弛特性)。
故聚合物材料的变形范围最宽，且强烈地依赖于 温度和时间，表现为粘弹性，即介于弹性材料和粘性 流体之间。
银纹：聚合物在玻璃 态拉伸时，出现的肉眼可 见的微细凹槽。 类似于微小的裂纹， 可发生光的反射和散射， 看上去银光闪闪。 银纹起源于试样表面 并和拉伸轴垂直。 银纹面之间由高度取 向的纤维束和空穴组成， 仍具有一定的强度。
二、热固性塑料的变形
热固性塑料是刚硬的三维网络结构，分子不易运动，在拉伸 时表现很脆，但在压缩时仍然发生大量的塑性变形。 环氧树脂的Tg温度为100℃， 是交联作用很强的聚合物，在 室温下为刚硬的玻璃态。
2、屈服与冷拉
a. 屈服：
Байду номын сангаас
高分子物理 第7章 粘弹性(时温等效)
第
第五节、聚合物的结构与动态力学性能关系
七
章 一、非晶态聚合物的玻璃化转变和次级转变
二、晶态、液晶态聚合物的松弛转变和相转变
结晶高聚物由于其结晶不完善，存在晶区和非晶区共存。 为更进一步表明是晶区还是非晶区产生的松弛过程，一
般在α、β、γ、δ下方注上脚标“c”或“a”分别表示晶区和 非晶区。
晶区引起的松弛转变和相转变对应的分子运动可能有： ① 结晶聚合物的熔融
第
第四节、时温等效和叠加
七
章 一、定义及用途
高分子运动具有松弛的性质，要使高分子链段具有足够大 的活动性，从而使高聚物表现出高弹性形变，需要一定的时 间（即松弛时间）或者温度升高，松弛时间短。
时－温等效原理： 同一个力学松弛既可以在温度较高和较短的时间内观察到，
也可以在较低的温度和较长的时间内观察到，因此升高温度 和延长观察时间，对于高分子运动是等效的，对高聚物的粘 弹性行为也是等效的。
没有完全复原，这是因为整个分子链发生了相对移动的结果。
5）kelvin模型可以用来模拟非交联高聚物的蠕变过程【 】
Xinjiang university
Tβ 转变则是主链中较短链段（3-8个原子）的局部运动。 杂链聚合物中的杂原子的运动，也能引起相应的Tβ转变，使 聚合物从脆性到韧性的转变，聚合物的冲击性大大提高 。
2）主链上侧基的转动 ① 侧基或侧链的大小不同，在聚合物链上位置不同，就有
聚合物的粘弹性—时温等效原理和叠加(高分子物理课件)
❖ 试样的形变只是负荷历史的函数 ❖ 每个负荷对高聚物蠕变的贡献是独立的，因而各负荷的
总的效应等于各个负荷效应的加和。最终的形变是各个 负荷所贡献的形变的简单加和。
例如在蠕变实验中，若在时间 1 施加应力 1 ，将产生 形变 1 (t 1 ) ，在时间 2 施加应力 2 时又将产生形变 2 (t 2 ) ,材料的总形变是两个应力贡献加和。
聚异丁烯应力松驰叠合曲线
如上图所示，左边的一组曲线是在192k～323k，10-2 ～ 102 hr范围测定的PＩB的应力松驰曲线。要把它们变换成某一 温下的宽广时间范围的曲线。步骤如下：
1）选择参考温度T0，如298k。 2）根据aT的定义算出不同(T - T0)时的移动因子aT，并作出lg aT ～～ (T-T0)图。 3）水平位移—把参考温度的曲线置于参考温度处。然后把 低于参考温度的曲线在时间坐标上向左移动（低温→高温， 时间缩短），把高于参考温度的曲线向右移动（高温→低温 ，时间延长），各曲线彼此叠合为光滑曲线即为组合曲线。
若实验曲线是在参考温度下测得的，在迭合曲线上的时间 坐标不移动，即得T＝1。
当T>T0时，T<1,曲线向参考温度的右边移动（温度由T 降至T0故移向时间较长一边）
当T<T0时，T>1,曲线向参考温度得左边移动（温度由T 升至T0故移向时间较短的一边）就成迭合曲线。
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• 试总结E、G、EA的含义并区分；
• 试分析轴向拉压斜截面上的应力：正 应力最大时，剪应力如何；剪应力最 大时，正应力如何；
小
wenku.baidu.com一、本章重点
结
• 轴向拉压基本变形的受力及变形形式；
• 截面法求轴力的过程及轴力图画法； • 轴向拉压横截面及斜截面上的应力计算； • 正应力与剪应力、线应变与剪应变； • 剪应力互等定理与纯剪切应力状态；
• 拉压及剪切虎克定律；
• 轴向拉压变形计算；
小 结
二、思考题
• 试总结应力的特点，并分析内力与应 力的关系；
第十六章
• §16-1 概
聚合物的粘弹性变形
述
• §16-2 简单的粘弹性模型 • §16-3 线粘弹性的蠕变松弛特征 • §16-4 聚合物的应力应变关系 • §16-5 聚合物的粘性特征 • 小 结
§16-1 一、失效方式
概
述
构件或系统失去它们应有的功能。 1．失效： 2．失效方式取决于材料的种类、加载方式、构件所处的 应力状态和工作环境等。 主要表现为： 强度失效、刚度失效、以及失稳、屈曲 失效、疲劳失效、蠕变与松弛失效。 1)强度失效方式：屈服与断裂； 2)刚度失效方式：构件产生过量的弹性变形； 3)屈曲失效方式： 构件平衡构形突然转变引起的失效； 4)疲劳失效方式： 由交变应力作用引起构件的突然断裂。