. 粘弹性和滞弹性
粘弹性和滞弹性
滞弹性------与时间有关旳弹性，即E(t) 。
对于蠕变，应力和应变有 Ec(t)=0/(t)
对于弛豫，应力和应变有
Er(t)= (t)/ 0
也即弹性模量随时间而变化，并不是一种常数。
未弛豫模量------测量时间不不小于松弛时间，随时 间旳形变还没有机会发生时旳弹性模量；
弛豫模量------测量旳时间不小于松弛时间，随时间 旳形变已发生旳弹性模量。
（/E1)(E1+E2)/ E2 + = (/E1)/ E2 +/ E2
设： = /E1 ， = (E1+E2)/ E2 = (E1+E2)/ E2 E1
则有
E2( +)=+
定义： ------ 恒定应变下旳应力弛豫时间；
------ 恒定应力下旳应变蠕变时间。
（2）应力松弛与应变松弛
蠕变或徐变：固体材料在恒定荷载下，变形随时间延续 而缓慢增长旳不平衡过程，或材料受力后内部原子由不 平衡到平衡旳过程。当外力除去后，徐变变形不能立即 消失。
P
P
dv/dy
变
形
虎克型
牛顿型 流动曲线
t 圣维南型
（2） 组合模型
将基本模型元件串联或并联起来，进行多种串并联组 合，模拟多种物体旳力学构造。常用旳组合模型如下：
宾汉体 马克斯韦尔液体（液态粘弹性物体） 开尔文固体（固态粘弹性物体）
A. 宾汉体
在承受较小外力时物体产生弹性形变，当外力超出屈 服应力 t时，按牛顿液体旳规律产生粘性流动。
---速度梯度，相当于形变； ---粘度（粘性系数）
圣维南塑性固体模型：一种静置桌面上旳重物，与桌 面间存在摩擦力，看成用力稍不小于静摩擦力时，重物 即以匀速移动（应力不超出某一限定值此前，物体为刚 性，一旦超出限定值，则会迅速流动变形）。
聚合物的粘弹性
t
0e
τ——松弛时间
应力松驰的原因：
当聚合物一开始被拉长时，其中分子处于不平衡的构象， 要逐渐过渡到平衡的构象，也就是链段要顺着外力的方向运 动，因而产生内部应力，与外力相抗衡。通过链段热运动调 整分子构象，使缠结点散开，分子链相互滑移，逐渐恢复蜷 曲的原状，内应力逐渐减少或消除。
聚合物的粘弹性说课
复
t2
t
1.3 弹性与粘性比较
弹性
粘性
能量储存 形变回复 虎克固体
E
E(,,T)
模量与时间无关
能量耗散
永久形变
牛顿流体
.
d
dt
E (,,T,t)
模量与时间有关
理想弹性体的应力取决于 ，理想粘性体的应力取决于 。
二. 粘弹性
聚合物
牛顿流体
非牛顿流体应变速率与 应力的关系
聚合物 虎克固体
t
与理想弹性体有区别
让学生 亲自经历运用科 学方法进行探索 。
让学生在实验过 程中自己摸索， 从而发现“新” 的问题或探索出 “新”的规律。
六、教学设计
提出问题 导入新课
提供条件 学生思考
引导分析 提出新疑
讨论问题 得出结论
布置作业 能力迁移
七、说课综述
在教学的过程中，我始终努力贯彻以教师为主导， 以学生为主体，以问题为基础，以能力、方法为主线， 有计划培养学生的思维能力、解决问题的能力。并且 从实际出发，充分利用各种教学手段来激发学生的学 习兴趣，体现了对学生创新意识的培养。
聚合物的粘弹性
一. 粘、弹基本概念 弹 – 由于物体的弹性作用使之射出去。
粘 – 象糨糊或胶水等所具有的、能使一个
物质附着在另一个物体上的性质。
1.2 粘弹性和滞弹性解析
t1
t2
t
0 应力
E1 普弹形变模量
图1 理想弹性体（瞬时蠕变）普弹形变
b.高弹形变
链段运动
（t） 0 (t<t1) t/
（t）
t
外力除去， 逐渐回复
(t)=
E
（ 1 e ） 松弛时间
2
=2/E2
0 (t→) E2-高弹模量 特点:高弹形变是逐渐回复的.
t1
t2
图l-11所示，当突然施加一应力σo于 拉伸试样时，试样立即沿0A线产生瞬时 应变Oa。如果低于材料的微量塑性变形 抗力，则应变Oa只是材料总弹性应变OH 中的一部分。应变aH只是在σo长期保 持下逐渐产生的，aH对应的时间过程为 图1-11中的ab曲线。
ห้องสมุดไป่ตู้
恒定应力σo
卸载时，如果速度也比较大，则当应力下降为零时， 只有应变eH部分立即消逝掉，而应变eO是在卸载后逐渐去 除的，这部分应变对应的时间过程为图中的cd曲线。
线形非晶态聚合物在Tg以上单轴 拉伸的典型蠕变及回复曲线
2. 聚合物的蠕变现象
从分子运动和变化的角度来看，蠕变过程分为： a.普弹形变 （t）
从分子运动的角度解释:
材料受到外力的作用,链内的键长和 键角立刻发生变化,产生的形变很小, 我们称它普弹形变.
（t）
t
外力除去， 立即完全回复
0
E1
当聚合物受力时，以上三种形变同时发生聚 合物的总形变方程:
2+3
1 2 3
t
( t ) 1 2 3 -t
1
(1 e ) t E1 E2 3
线形非晶态聚合物的蠕变及回复曲线
粘弹性名词解释
粘弹性名词解释粘弹性就是物体受力产生形变后，恢复原状的难易程度。
即有“滞后”特点的“弹性”，在受外力作用下发生变形（受力），产生新应力（形变）时会“滞后”一段时间。
反映这种滞后性的量称为粘弹性系数。
弹性表征一个物体或系统抵抗变形的能力。
在粘弹性力学中，将其定义为当外界作用力去掉时，材料可以回复到原始状态的能力，即：n（牛顿） =弹性极限以上解释说明了实验中所得到的粘弹性系数都是与几何因素相关的，属于材料力学范畴。
下面介绍一下当受到粘性或弹性应力的作用时，材料内部会引起应变，外部引起应力。
内外应力的差别叫做应变，在弹性力学中，应变是衡量材料力学性能的重要指标之一。
在材料力学中，应变计算方法分为应变硬化法和粘弹性法两种。
本论文以粘弹性、复变函数和数学建模为主线，首先讨论了粘弹性中关于应变集中的问题；然后引入复变函数来研究应力分布情况，根据具体问题来选择相应的函数类型和应用；最后利用数学建模方法分析并解决了涉及物理规律的计算问题。
我们认为，目前的物理现象多采用数学模型进行描述。
将这些数学模型的解析解输入计算机后，由于计算机的存储容量有限，常常不能完全求解出该物理现象的精确解。
因此，使用数值方法来求解物理问题比较经济、方便，从而推动了物理现象数值模拟的发展。
对于弹性、粘性与流体运动之间的关系，将其简单归纳为：将粘性大小作为系数，根据流体速度的变化而自动调节变形，并依此获得良好的物理效果；而流体速度增大时，必须增大变形才能维持流体的运动。
从本质上讲，我们是希望粘弹性系数的大小跟随着流体的速度大小而改变，这样粘弹性系数也会跟随着流体速度的变化而发生变化，从而可以获得更好的物理效果。
而且在研究各种物理现象时，能够预测系数变化的情况，是非常有意义的。
总而言之，粘弹性理论体系已经初步形成，基本满足了人们对粘弹性的需求，但尚存在着许多不足之处，还有待进一步探讨。
我国科技工作者将继续对粘弹性体系进行深入地探讨，为未来的研究提供更加充实的理论基础，争取在不远的将来取得更大的进展。
材料性能学名词解释大全
名词解释第一章：弹性比功：材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力。
包申格效应：是指金属材料经预先加载产生少量塑性变形，而后再同向加载，规定残余伸长应力增加，反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。
滞弹性：是材料在加速加载或者卸载后，随时间的延长而产生的附加应变的性能，是应变落后于应力的现象。
粘弹性：是指材料在外力的作用下，弹性和粘性两种变形机理同时存在的力学行为。
内耗：在非理想弹性变形过程中，一部分被材料所吸收的加载变形功。
塑性：材料断裂前产生塑性变形的能力。
韧性：是材料力学性能，是指材料断裂前吸取塑性变形攻和断裂功的能力。
银纹：是高分子材料在变形过程中产生的一种缺陷，由于它密度低，对光线反射高为银色。
超塑性：材料在一定条件下呈现非常大的伸长率（约1000%）而不发生缩颈和断裂的现象。
脆性断裂：是材料断裂前基本不产生明显的宏观塑性变形，没有明显预兆，而是突然发生的快速断裂过程。
韧性断裂：是指材料断裂前及断裂过程中产生明显宏观塑性变形的断裂过程。
解理断裂：在正应力作用下，由于原子间结合键的破坏引起的沿特定晶面发生的脆性穿晶断裂。
剪切断裂：是材料在切应力作用下沿滑移面滑移分离而造成的断裂。
河流花样：两相互平行但出于不同高度上的解理裂纹，通过次生解理或撕裂的方式相互连接形成台阶，同号台阶相遇变汇合长大，异号台阶相遇则相互抵消。
当台阶足够高时，便形成河流花样。
解理台阶：不能高度解理面之间存在的台阶韧窝：新的微孔在变形带内形核、长大、聚集，当其与已产生的裂纹连接时，裂纹便向前扩展形成纤维区，纤维区所在平面垂直于拉伸应力方向，纤维区的微观断口特征为韧窝。
2 材料的弹性模数主要取决因素：1）键合方式和原子结构2）晶体结构3）化学成分4）微观组织5）温度6）加载方式3决定金属材料屈服强度的因素1）晶体结构2）晶界与亚结构3）溶质元素4）第二相5）温度6）应变速率与应力状态4 金属的应变硬化的实际意义1）在加工方面：利用应变硬化和塑性变形的合理配合，可使金属进行均匀的塑性变形，保证冷变形工艺的顺利实施2）在材料应用方面：应变硬化可以使金属机件具有一定的抗偶然过载能力，保证机件的安全使用。
材料力学性能名词解释（2）
材料力学性能名词解释（2）材料力学性能名词解释1.刚度：指材料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力。
工程商，弹性模量被称为材料的刚度。
2.形变强化：随着塑性变形量的增加，金属流变强度也增加，这种现象称为形变强化或加工硬化。
3.弹性极限：材料有弹性形变过渡到弹-塑性变形时的应力。
4.滞弹性：在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象。
5.包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形（残余应变为1%~4%），卸载后再同向加载，规定残余伸长应力（弹性极限或屈服强度）增加；反向加载，规定残余伸长应为降低（特别是弹性极限在反向加载时几乎降低到0）的现象。
6.弹性变形：材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，材料变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质称为弹性。
这种可恢复的变形称为弹性变形。
7.弹性比功：表示单位体积金属材料吸收弹性变形功的能力，又称弹性比应变能。
8.抗拉强度：韧性金属式样拉断过程中最大力所对应的应力，称为抗拉强度。
9.韧性：指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
10.脆性断裂：是突然发生的断裂，断裂前基本上不发生塑性变形，没有明显征兆。
11.磨损：机件表面相接触并做相对运动时，表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑，使表面材料逐渐损失，造成表面损伤的现象。
12.冲击韧性：在冲击载荷作用下，金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
13.应力腐蚀开裂：金属在拉应力和特定的化学介质共同作用下，经过一段时间后所产生的低应力脆断现象，称为应力腐蚀断裂。
14.等温强度：晶粒强度与晶界强度相等的温度。
15.缺口效应：绝大多数机件的横截面都不是均匀而无变化的光滑体，往往存在截面的急剧变化，如键槽、油孔、轴肩、螺纹、退刀槽及焊缝等，这种截面变化的部分可视为“缺口”，由于缺口的存在，在载荷作用下缺口截面上的应力状态将发生变化，产生所谓的缺口效应。
16.腐蚀疲劳：化工设备中许多金属材料构件都工作在腐蚀的环境中，同时还承受着交变载荷的作用。
1.2 粘弹性和滞弹性
图l-11所示，当突然施加一应力σo于拉 伸试样时，试样立即沿0A线产生瞬时 应变Oa。如果低于材料的微量塑性变 形抗力，则应变Oa只是材料总弹性应 变OH中的一部分。应变aH只是在σo长 期保持下逐渐产生的，aH对应的时间 过程为图1-11中的ab曲线。
恒定应力σo
卸载时，如果速度也比较大，则当应力下降为零时，只 有应变eH部分立即消逝掉，而应变eO是在卸载后逐渐去 除的，这部分应变对应的时间过程为图中的cd曲线。
b.交联:可以防止分子间的相对滑移。如橡胶采用硫化 交联的办法来防止由蠕变产生分子间滑移造成的不可 逆形变。
2. 聚合物的蠕变现象
从分子运动和变化的角度来看，蠕变过程分为： a.普弹形变
（t）
从分子运动的角度解释:
材料受到外力的作用,链内的键长和 键角立刻发生变化,产生的形变很小, 我们称它普弹形变.
（t）
t
外力除去， 立即完全回复
t1
t2 t
图1 理想弹性体（瞬时蠕变）普弹形变
0
E1
0 应力
E1 普弹形变模量
§1-4 粘弹性与滞弹性
理想弹性固体
➢ 弹性服从虎克定律， ➢ 特点：
✓ 受外力作用后，应力和应变之间呈线性关系 ，应力与 应变随时保持同相位；
✓ 应变与t无关。受力时，应变瞬时发生达到平衡值，除 去外力，应变瞬时恢复（可逆）。
E
t
t1
t2
滞弹性
➢ 实际上，绝大多数固体材料的弹性行为很难满足理想弹 性行为。一般都表现出非理想弹性性质，即实际固体的 应力与应变不是单值对应关系，往往有一个时间的滞后 现象。
（t）
t
不可回复
t1 t2
t
图3 理想粘性流动蠕变
物体的粘弹性名词解释
物体的粘弹性名词解释物体的粘弹性是指物体在受力后能够具有一定的变形，并且在去除外力后能够恢复到原有形状和大小的性质。
这种性质常见于许多材料和物质，如橡胶、黏土、塑料等。
粘弹性的具体表现包括两个方面：粘性和弹性。
粘性是指物体在受力下会出现持续性的变形和流动现象。
当外力作用于物体时，物体各部分间的分子或原子发生相对位移，导致物体的形态发生改变。
在外力去除后，物体会经过一段时间才能恢复到原始状态。
这是因为物体内部的分子或原子需要一定的时间来重新排列和重新组合，以恢复原有的结构。
橡胶是一个常见的具有粘性的材料，当我们拉伸一块橡胶时，它会发生可见的变形，并且橡胶大小变大，拉伸结束后，橡胶会慢慢恢复到原始长度和形状。
而弹性是指物体在受力下发生变形后能够迅速恢复到原有形状和大小的性质。
当外力作用于物体时，物体内部的原子或分子会发生相对位移，导致物体发生形变。
然而，一旦外力去除，物体会立即恢复到原有的形状和大小，这是因为物体内部的分子或原子能够自行重新排列和重新组合，以恢复原有的结构。
弹簧是一个典型的具有弹性的物体，当我们把弹簧压缩或拉伸时，它会发生可见的变形，但一旦释放压力，弹簧会立即恢复到原始状态。
粘弹性是指物体同时具有粘性和弹性的性质。
粘弹性物体在受力后既会发生形变，又会恢复到原有形状和大小。
这种性质可以通过应力松弛实验来进行观察和研究。
在应力松弛实验中，物体在受到外力后，会出现初始的形变，然后随着时间的流逝逐渐恢复到较小的变形。
这是因为物体内部的分子或原子在受力后会发生位移，导致物体产生粘性的流动，但随着时间的推移，分子或原子会重新排列和重新组合，恢复到原始结构，这个过程称为应力松弛。
粘弹性在工程和科学领域具有广泛的应用。
在材料工程中，理解和掌握材料的粘弹性能够帮助工程师设计和生产具有特定性能的材料。
在机械制造领域，合理利用物体的粘弹性能够改善产品的寿命和耐久性。
在生物医学领域，理解生物组织的粘弹性能够为疾病的诊断和治疗提供有力的支持。
材料力学性能课后答案
1.解释下列名词①滞弹性：金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性，也就是应变落后于应力的现象。
②弹性比功：金属材料吸收弹性变形功的能力，一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。
③循环韧性：金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。
④包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。
⑤塑性：金属材料断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。
⑥韧性：指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
脆性：指金属材料受力时没有发生塑性变形而直接断裂的能力⑦加工硬化：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时 ,由于晶粒发生滑移 , 出现位错的缠结,使晶粒拉长、破碎和纤维化,使金属的强度和硬度升高,塑性和韧性降低的现象。
⑧解理断裂：解理断裂是在正应力作用产生的一种穿晶断裂，即断裂面沿一定的晶面（即解理面）分离。
2.解释下列力学性能指标的意义弹性模量）；（2）ζ p（规定非比例伸长应力）、ζ e（弹性极限）、ζ s（屈服强度）、ζ （屈服强度）；（3）ζ b（抗拉强度）；（4）n（加工硬化指数）; （5）δ （断后伸长率）、ψ （断面收缩率）4.常用的标准试样有 5 倍和10倍，其延伸率分别用δ 5 和δ 10 表示，说明为什么δ 5>δ 10。
答：对于韧性金属材料，它的塑性变形量大于均匀塑性变形量，所以对于它的式样的比例，尺寸越短，它的断后伸长率越大。
5.某汽车弹簧，在未装满时已变形到最大位置，卸载后可完全恢复到原来状态；另一汽车弹簧，使用一段时间后，发现弹簧弓形越来越小，即产生了塑性变形，而且塑性变形量越来越大。
试分析这两种故障的本质及改变措施。
答：（1）未装满载时已变形到最大位置：弹簧弹性极限不够导致弹性比功小；（2）使用一段时间后，发现弹簧弓形越来越小，即产生了塑性变形，这是构件材料的弹性比功不足引起的故障，可以通过热处理或合金化提高材料的弹性极限（或屈服极限），或者更换屈服强度更高的材料。
根据受力应变特征材料分为：脆性材料,延性材料,弹性材料。
1.根据受力应变特征材料分为：脆性材料，延性材料，弹性材料。
2.材料受载荷后形变的三个阶段：弹性形变，塑形形变，断裂3.弹性模量：材料在弹性变形阶段内正应力和对应的正应变的比值。
意义：反映材料抵抗应变的能力，是原子间结合强度的标志。
影响因素（键合方式，晶体结构，温度，复相的弹性模量）。
机理：对于足够小的形变应力与应变成线性关系，系数为弹性模量，物理本质是原子间结合力抵抗外力的宏观表现，弹性系数和弹性模量是反映原子间结合强度的标志。
4.滞弹性：固体材料的应变产生与消除需要有限的时间，这种与时间有关的弹性称为滞弹性。
衡量指标：应力弛豫和应力蠕变。
应力弛豫：在持续外力作用下发生形变的物体在总变形值保持不变的情况下，徐变变形增加使物体的内部应力随时间延续而逐渐减少的现象。
应力蠕变：固体材料在恒定荷载下变形随时间延续而缓慢增加的不平衡过程。
5.塑性形变指一种在外力移去后不能回复的形变。
滑移系统：滑移方向和滑移面。
产生条件：a-（几何条件）面间距大滑移矢量小b（静电条件）每个面上是同种电荷原子，相对滑移面上的电荷相反。
无机非材料不产生原因：a.滑移系统少；b.（位错运动激活能大）位错运动需要克服的势垒比较大，位错运动难以实现。
施加应力，或者由于滑移系统少无法达到临界剪应力，或者在达到临界剪应力之前就导致断裂；c.伯格斯矢量大。
6.高温蠕变定义：材料在高温下长时间受到小应力作用出现蠕变现象。
影响因素：温度和应力。
机理：a晶格机理（位错攀移理论，由于热运动位错线处一列原子移去或移入，位错线向上移一个滑移面。
）b扩散蠕变理论（空位扩散流动，应力造成浓度差，导致晶粒沿受拉方向伸长或缩短引起形变）c晶界机理（多晶体蠕变，高温下晶界相对滑动，剪应力松弛，有利蠕变。
低温下晶界本身是位错源，不利蠕变）7.理论断裂强度：理论下材料所能承受的最大应力。
实际强度：实际情况中材料在外加应力作用下，沿垂直外力方向拉断所需应力。
8.断裂韧性：是材料的固有性能，由材料的组成和显微结构所决定，是材料的本征参数。
粘弹性名词解释
粘弹性名词解释粘弹性指在外力作用下，材料能发生变形而不被破坏的性质。
粘弹性名词解释：“粘”指流体粘度的变化，例如稀薄水流等；“弹”指流体弹性，例如高弹性材料等。
黏弹性体指的是由分子间力维系的弹性体。
大多数粘弹性体具有正的压缩性能，但也有些粘弹性体不具有正的压缩性能，它们的压缩行为是由分子间的相互作用维系的。
粘弹性体主要有弹性固体、粘性液体和弹塑性材料等类型。
理想粘弹性体内部各个部分之间完全没有分子间作用力，处于完全无应力状态。
实际上很难找到这样的粘弹性体。
粘弹性材料的弹性模量E（ n/mm2）是指该材料在静载荷作用下达到屈服状态，并在载荷去除后仍能保持屈服状态时的最小弹性模量，是衡量材料抵抗弹性变形的能力大小的参数。
E值越大，说明材料的抗变形能力越大。
当E＞G时，材料受载后几乎全部被弹回，材料呈现弹性；当E＜G时，材料仅发生弹性变形而不产生裂纹，此时材料称为弹性材料。
E不能测得，需要通过力学试验获得。
E一般在高聚物的手册中可以查到。
塑料的E在10～50kPa。
橡胶则更小，在100～3000kPa。
例如， PVC的E约为0．5mPa， SBR为2．1mPa。
1、在一定条件下，某种材料可能承受的最大负荷与该材料的E值之比称为该材料的强度极限。
对于同一种材料，强度极限与其弹性模量有关。
一般认为，增加E值，可以提高材料的强度极限，但同时要求材料的弹性模量也要增大。
2、材料的E值不但取决于材料的E 值，还取决于材料的热性质和尺寸。
因为材料的尺寸不同，热性质也不同，对E的影响也就不同。
对于热固性材料，材料的尺寸愈大， E 愈小。
2、当外加载荷不超过屈服极限时，材料不发生屈服，并保持在原来的形状和尺寸上，即保持静弹性。
此时的负荷与该材料的弹性模量E成正比。
当超过屈服极限时，材料就会发生屈服，在静载荷去除后还保持其原有的形状和尺寸，只是其变形不能恢复了。
如果材料经受的负荷大于其弹性模量的3倍，材料就会发生明显的塑性变形，这时的负荷与该材料的弹性模量E成反比。
粘弹性材料的粘滞特性研究
粘弹性材料的粘滞特性研究粘弹性材料是一类特殊的材料，具有独特的粘滞性质和可塑性。
粘滞特性是粘弹性材料最关键的特点之一，对于该材料在工业和科学研究中的应用具有重要作用。
本文将对粘弹性材料的粘滞特性进行研究和探讨。
一、粘弹性材料的定义和基本原理粘弹性材料是指具有粘滞性和弹性的材料。
它们在受力后能够发生形变，并且随着时间的推移，形变会逐渐减少，但并不完全恢复原状。
这种形变的特点被称为粘滞性。
粘滞特性是通过粘滞性和弹性共同作用来实现的。
二、粘滞性的来源粘滞性的产生是由粘弹性材料内部分子间的相互作用引起的。
这种相互作用可以分为原子间、分子间和链间的力，如杨氏弹性力和黏弹性力。
这些力使得材料的分子在外力作用下发生相互滑动和重排，导致材料的粘滞特性。
三、影响粘滞性的因素1. 温度：温度影响着材料内部分子的热运动速度和能量。
高温下，分子热运动速度增快，粘滞性降低；低温下，分子热运动速度减慢，粘滞性增加。
2. 应变速率：应变速率也称为变形速率，是指物体发生形变的速度。
当应变速率较低时，分子有足够的时间进行重新排列，粘滞性较高；当应变速率增大时，分子没有充分的时间进行重排，粘滞性降低。
3. 材料特性：不同的粘弹性材料具有不同的分子结构和链段长度，因而对粘滞性产生不同的影响。
四、粘滞特性的测量方法1. 肖恩粘度法：肖恩粘度法是通过施加剪切力来测量材料的粘滞特性的一种方法。
通过转子的旋转，可以计算材料在不同剪切速率下的粘度值。
粘度是描述粘滞特性的重要参数之一。
2. 动态力学分析法：动态力学分析法根据材料的动态力学响应来测量其粘滞特性。
通过应用简谐载荷或频率扫描，可以获得材料的储存模量、损耗模量和阻尼参数等信息。
五、粘滞特性的应用粘滞特性在工业和科学研究中有广泛的应用。
在工业制造过程中，粘滞特性的理解可以帮助优化产品的性能和生产工艺。
在科学研究中，粘滞特性可以用于研究材料的力学性质、粘滞行为和应变应力关系。
六、粘滞特性的改善和控制1. 添加添加剂：通过添加剂，如增塑剂、改性剂等，可以改善粘满态特性。
无机材料物理性能
弹性模量：使物体产生伸长一倍变形量所需的应力上限弹性模量：两相通过并联组合得到混合系统的E 值称之~~下限弹性模量：两相通过串联组合得到混合系统的E 值称之~~粘弹性：某些非晶体或多晶体在应力较小时间时表现粘性弹性滞弹性：无机固体和金属的弹性模量依赖于时间的现象蠕变：当对粘弹性体施加恒定应力σ0时，其应变随时间而增加的现象弛豫：当施加恒定应变ε0在粘弹性体上，应力随时间而减小的现象。
影响蠕变的因素：1.温度2.应力3.显微结构的影响4.组成5.晶体结构塑性形变：指在一中外力移去后不能恢复的形变。
塑性形变的两种基本方式：滑移和孪晶声频支：相邻原子具有相同的振动方向光频支：相邻原子振动方向相反，形成了一个范围很小，频率很高的振动热膨胀：物体的体积或长度随温度的升高而增大的现象热传导：当固体材料一端的温度比另一端高时，热量会从热端自动的传向冷端，这个现象就称~~。
声子热导的机理：声子与声子的碰撞产生能量转移(声子：声频波的量子)介质损耗：电场作用下，单位时间内电介质因发热而损耗的电能抗热震断裂性：材料发生瞬时断裂，抵抗这种破坏的性能。
抗热震损伤性：在热冲击循环作用下，材料表面开裂、剥落并不断发展，最终碎裂或变质，抵抗这类破坏的性能。
热应力因子：由于材料热膨胀或收缩引起的内应力双碱效应（中和效应）：当玻璃中碱金属离子总浓度较大时，碱离子总浓度相同的情况下，含两种碱金属离子比含一种碱金属离子的玻璃电导率要小。
当两种碱金属浓度比适当时，电导率可以降到很低。
压碱效应：含碱玻璃中加入二价金属氧化物，尤其是重金属氧化物，可使玻璃电导率降低热稳定性：材料在温度急剧变化而不被破坏的能力，也被称为抗热震性。
铁电体:能够自己极化的非线性介电材料，其电滞回路和铁磁体的磁滞回路形状相近似。
稳定传热：物体内温度分布不随时间改变。
载流子的迁移率：载流子在单位电场中的迁移速率。
移峰效应：在铁电体中引入某种添加物生成固溶体，改变原来的晶胞参数和离子间的相互关系，使居里点向低温或高温方向移动。
无机名词解释（2）
无机名词解释（2）无机名词解释屈服极限：中档应力足够大，材料开始发生塑性变形，产生塑性变形的最小应力。
延展性：指材料受塑性形变而不破坏的能力。
构建的受力模型：拉伸、压缩、剪切、扭转、弯曲塑性形变：指外力移去后不能恢复的形变。
热膨胀：物体的体积或长度随着温度的升高而增加的现象称为热膨胀，本质是点阵结构中质点的平均距离随温度升高而增大。
色散：材料的折射率随入射光频率的减小而减小的性质。
抗热震性：是指材料承受温度的剧烈变化而抵抗破坏的能力。
蠕变：对材料施加恒定应力时。
应变随时间的增加而增加，这种现象叫蠕变。
此时弹性模量也将随时间的增加而减少。
弛豫：对材料施加恒定应变，应力随时间减少的现象，此时弹性模量也随时间而降低。
滞弹性：对于理想弹性固体，作用应力会立即引起弹性形变，一旦应力消除，应变也随之消除。
对于实际固体，这种应变的产生和消除需要一定的时间，这种性质叫滞弹性。
粘弹性：有些材料在比较小的应力作用下可以同时表现出弹性和粘性。
虎克定律：材料在正常温度下，当应力不大时其变形是单纯的弹性变形，应力与应变的关系由实验建立。
晶格能又叫点阵能，英文名为Lattice Energy。
它是在反应时1mol离子化合物中的阴、阳离子从相互分离的气态结合成离子晶体时所放出的能量。
晶格滑移：晶体受力时，晶体的一部分相对于另一部分发生平移滑动。
应力：单位面积上所受的内力。
形变：材料在外力作用下，发生形状和大小的变化。
应变：物质内部各质点之间的相对位移。
本征电导：由晶体点阵的基本离子运动引起。
离子自身随热运动离开晶格形成热缺陷，缺陷本身是带电的，可作为离子电导截流子，又叫固有离子电导，在高温下显著。
杂质电导：由固定较弱的离子的运动造成，主要是杂质离子。
在低温下显著。
杂质电导率要比本征电导率大得多。
离子晶体的电导主要为杂质电导。
热电效应：自发极化电矩吸附异性电荷，异性电荷屏蔽自发极化电场而自发极化对温度影响当温度变化时释放出电荷。
材料性能学 总结
比例极限p σ是保证材料的弹性变形按正比关系变化的最大应力，即在拉伸应力－应变曲线上开始偏离直线时的应力值。
弹性极限e σ是材料发生弹性变形的最大应力，在撤消这个应力后，材料能完全恢复。
s σ：屈服极限—屈服强度， s σ=Fs/A0 材料屈服时对应的应力值也就是材料抵抗起始塑性变形或产生微量塑性变形的能力，这一应力值称为材料的屈服强度。
b σ：抗拉强度—断裂抗力，0A F bb =σ 试样拉断过程中最大实验力所对应的力。
弹性比功e a ：弹性变形过程中吸收变形功的能力。
滞弹性：快速加载或者卸载后，材料随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。
伪弹性是指在一定的温度条件下，当应力达到一定水平后，金属或合金将产生应力诱发马氏体相变，伴随应力诱发相变产生大幅度的弹性变形的现象。
包申格效应是指，金属材料经预先加载产生少量塑性变形（残余应变小于4％），而后再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。
粘弹性是指材料在外力作用下，弹性和粘性两种变形机理同时存在的力学行为。
其特征是应变对应力的响应（或反之）不是瞬时完成的，需要一个弛豫过程，但卸载后，应变恢复到初始值，不留下残余变形。
式中的e 为真应变。
于是，工程应变和真应变之间的关系为)1ln(lnε+==L Le 金属材料常见的塑性变形机理为晶体的滑移和孪生两种。
多晶体金属材料，由于各晶粒的位向不同和晶界的存在，塑性变形复杂，有如下特点： （1）各晶粒变形的不同时性和不均匀性； （2）各晶粒变形的相互协调性。
影响金属材料屈服强度的因素：1.晶体结构、2.晶界与亚结构、3.溶质元素、4.第二相、5.温度、6.应变速率与应力状态金属材料应变硬化的机理：是塑性变形过程中的多系滑移和交滑移造成的。
应变硬化指数n ：nKe S = S 真应力，e 真应变，K 硬化系数 缩颈是变形集中于局部区域的特殊状态拉伸断裂 分类：①脆性与韧性断裂：按宏观塑性变形的程度； ②穿晶和沿晶断裂：按裂纹扩展的途径； ③解理和剪切断裂：按微观断裂机理；④正断和切断：按作用力的性质。
材料性能名词解释
材料性能名词解释弹性变形：材料受载后产生变形，卸载后这部分变形消逝，材料恢复到原来的状态的性质弹性比功：弹性变形过程中吸收变形功的能力弹性极限：即弹性变形过渡到弹-塑性变形时的应力弹性模量：工程上弹性模量被称为材料的刚度，表征材料对弹性变形的抗力滞弹性：快速加载或者卸载后，材料随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能粘弹性：材料在外力作用下，弹性和粘性两种变形机理同时存在的力学行为伪弹性：材料在一定温度和外力作用下，金属或者合金将应力诱发马氏体相变，产生大幅度的弹性变形包申格效应：材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余应力增加；反向加载，规定残余应力降低的现象内耗：非理想弹性下，在变形过程中部分被材料吸收的加载变形功称为材料的内耗塑性变形：微观结构的相邻部分产生永久性位移，并不引起材料破裂的现象应变硬化：塑性变形阶段后，随着变形量增大，形变应力不断提高的现象超塑性：在一定条件下，呈现非常大的伸长率而不发生缩颈和断裂的现象韧性：指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂的能力韧窝：微孔聚集型断裂，宏观上呈暗灰色、纤维状; 微观上分布大量“韧窝”应力状态软性系数：不同加载条件下材料中最大切应力与正应力的比值剪切弹性模量：材料在扭转过程中，扭矩与切应变的比值缺口敏感度：材料因存在缺口造成三向应力状态和应力应变集中而变脆的倾向，NSR= σBN /σb硬度：硬度是表征材料软硬程度的一种性能。
一般认为硬度是一定体积内材料表面抵抗变形或破裂的能力静力韧度：静拉伸的σ-ε曲线下包围的面积减去试样断裂前吸收的弹性能冲击韧度：一次冲断时，冲击功与缺口处截面积的比值。
冲击吸收功：冲击弯曲试验中，试样变形和断裂所吸收的功。
低温脆性：当试验温度低于某一温度时，材料由韧性状态转变为脆性状态。
韧脆转变温度：材料在某一温度t下由韧变脆，冲击功明显下降。
该温度即韧脆转变温度。
迟屈服：用高于材料屈服极限的载荷以高加载速度作用于体心立方结构材料时，瞬间并不屈服，需在该应力下保持一段时间后才屈服的现象。
聚合物的粘弹性 ppt课件
当聚合物受力时，以上三种形变同时发生聚合物的
总形变方程:
2+3 1
1 2 3
(t) 1 2 3
(1
-t
e
)
t
E1 E2
3
t
图4 线形非晶态聚合物的蠕变及回复曲线
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聚合物的粘弹性
蠕变Creep
•加力瞬间，键长、键角立即产生形变，形变直线上升 •通过链段运动，构象变化，使形变增大 •分子链之间发生质心位移
E2-高弹模量 特点:高弹形变是逐渐回复的.
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（t）
聚合物的粘弹性
无化学交联的线性高聚物,发生分 子间的相对滑移,称为粘性流动.
t （t）
t1 t2
t
图3 理想粘性流动蠕变
(t)=
0 (t<t1)
0 3
t (t1
t
t2 )
0 3
t2 (t
t2 )
3-----本体粘度
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聚合物的粘弹性
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。
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聚合物的粘弹性
思考题:
1.交联聚合物的蠕变曲线?
3
2.雨衣在墙上为什么越来越长?(增塑PVC)
t
答: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.
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聚合物的粘弹性
（二）应力松弛Stress Relaxation
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.
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E1 普弹形变模量
b.高弹形变 （t）
链段运动
（t）
t
外力除去， 逐渐回复
t1
t2 t
图2 理想高弹体推迟蠕变
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(t)=
0 (t<t1)
（1 t/） 松弛时间
E e 2
=2/E2
0 (t→)
E2-高弹模量 特点:高弹形变是逐渐回复的.
c.粘性流动 （t）
无化学交联的线性高聚物,发生分 子间的相对滑移,称为粘性流动.
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具体表现：
蠕变:固定和T, 随t增加而逐渐 增大
静态的粘弹性 应力松弛:固定和T, 随t增加而逐
渐衰减
（粘弹性）
力学松弛
滞后现象:在一定温度和和交变应
力下,应变滞后于应力变化.
动态粘弹性
力学损耗(内耗): 的变化落后于的 变化,发生滞后现象,则每一个循环都 要消耗功,称为内耗.
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一、蠕变 1. 定义
δ越大，说明滞后现象越严重
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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很高滞后几乎不出现,温度很低, 也无滞后.在Tg附近的温度下，链段既可运动又不太容易， 此刻滞后现象严重。
c. : 外力作用频率低时,链段的运动跟的上外力的变化,滞后 现象很小.
§1-4 粘弹性与滞弹性
理想弹性固体
➢ 弹性服从虎克定律， ➢ 特点：
✓ 受外力作用后，应力和应变之间呈线性关系 ，应力与 应变随时保持同相位；
✓ 应变与t无关。受力时，应变瞬时发生达到平衡值，除 去外力，应变瞬时恢复（可逆）。
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E
t
t1
t2
滞弹性
➢ 实际上，绝大多数固体材料的弹性行为很难满足理想弹 性行为。一般都表现出非理想弹性性质，即实际固体的 应力与应变不是单值对应关系，往往有一个时间的滞后 现象。
对polymer——粘弹材料的力学响应介于弹性与粘性之间，
应变落后于应力一个相位角：
0 2
(t)0sin(wt)
δ—力学损耗角（形变落后于应力变化的相位角）
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1.滞后现象
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,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,越大说明链段运动越困难.形变越跟不上力 的变化.
蠕变是在一定的温度和较小的恒定应力（拉力、扭 力或压力等）作用下，材料的形变随时间的增长而逐 渐增加的现象。如硬塑料的电缆、挂久的雨衣。 若除掉外力，形变随时间变化而减小---称为蠕变回复
软PVC丝
砝码
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2+3
1
1 2 3
a) 普弹形变ε1 b) 高弹形变ε2 c) 粘性流动ε3
t
线形非晶态聚合物在Tg以上单轴 拉伸的典型蠕变及回复曲线
观察到完整的蠕变曲线。原因：因为链段可运动， 但又有较大阻力——内摩擦力，因而只能较缓慢的 运动。
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（4）结构 主链刚性：分子运动性差，外力作用下，蠕变小
ε（%）
2.0 1.5 1.0 0.5
聚砜
ABS（耐热级）
聚苯醚
聚甲醛
聚碳酸酯 尼龙
改性聚苯醚 ABS
1000 2000 3000
t
图6
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d.不同聚合物的蠕变曲线:
①线性结晶聚合物
玻璃态 1 蠕变量很小,工程材料,作结构材料的Tg 远远高于室温
高弹态 1+2
粘流态 1+2+3 存在永久形变 ε ②理想交联聚合物(不存在粘流态)
形变: 1+2
线性非晶 高聚物
理想粘性体 理想弹性体
交联高聚物
t
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e、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
（t）
t
不可回复
t1 t2
t
图3 理想粘性流动蠕变
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(t)=
0 (t<t1)
0 3
t(t1
t
t2)
0 3
t2 (t
t2 )
3-----本体粘度
注：不可逆形变
当聚合物受力时，以上三种形变同时发生聚 合物的总形变方程:
2+3 1
1 2 3
(t) 1 2 3
-t
(1e
)
t
E1 E2
3
t
线形非晶态聚合物的蠕变及回复曲线
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结晶高聚物在室温下的抗蠕变性能比非晶聚合物好?
举例: PE Tg=-68℃ PTFE Tg=-40℃
在室温下处于高弹态 1+2
PS Tg=-80~100℃ 在室温下处于玻璃态: 1 所以不能通过结晶来提高聚合物的抗蠕变性能.
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思考题:
a.交联聚合物的越长?(增塑PVC)
面积之差 损耗的功
W td t
σ
t
d t
dt
dt
σ0
00
2 0
sintcost- dt
损耗的功 W00sin
拉伸 回缩
ε
ε1
ε0
ε2
又称为力学损耗角,常用tan表示内耗的大小
滞后环面积越大,损耗越大.通常用Tan表示内耗的大小.
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③ 动态模量与阻尼 高聚物的动态力学性能一般用动态模量和阻尼因子来表示
➢ 粘性服从牛顿流动定律 ➢ 特点：
✓ 受力作用后，应力与应变速率呈线性关系； ✓ 受力时，应变随时间线性发展，外力去除后，应变
不能回复。
d
d
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t
t1 t2
粘弹性
➢ 材料在较小的外力作用下，弹性和粘性同时存在的力学 行为称为粘弹性。
✓其特征是应变落后于应力，即应变对应力的响应不是 瞬时完成的，需要通过一个弛豫过程。应力与应变的关 系与时间有关。 ➢ 粘弹性材料的力学性质与时间有关，具有力学松弛的特 征。 ➢ 最典型的是高分子材料。一些非晶体，有时甚至多晶体， 在比较小的应力时表现粘弹性现象。高分子材料常见的力 学松弛现象：蠕变、应力松弛、滞后和内耗
三.动态粘弹性（滞后、内耗）
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. 高聚物作为结构材料在实际应用时,往往受到交变力的作
用。如轮胎、传送皮带、橡齿轮。
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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℃就变的脆而硬了。
塑料的玻璃化温度在动态条件下,比静态来的高,就是 说在动态条件下工作的塑料零件要比静态时更耐热,因此 不能依据静态下的实验数据来估计聚合物制品在动态条 件下的性能。
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在周期性变化的作用力中，最简单而最容易处理的是 正弦变化的应力。
0
2
例：汽车速度60公里/小时 轮胎某处受300次/分 的周期应力作用
➢ 无机固体和金属材料发生弹性形变时，应变落后于应力 的行为，即与时间有关的弹性称为滞弹性。
✓ 滞弹性的应变落后于应力，有一个时间的滞后 ✓ 滞弹性的应变不仅与应力有关，而且与时间有关，弹性模量也
依赖于时间。
滞弹性体的应变在应力卸除后可以完全回复到原始形状 和尺寸，只要经过充分长时间才能达到。它与不可能完 全回复的非弹性体有明显的区别。
f、 提高材料抗蠕变性能的途径:
聚合物蠕变性能反映了材料的尺寸稳定性和长期负 载能力，有重要的实用性。如主链含有杂环的刚性链 聚合物具有较好的抗蠕变性能，成为广泛应用的工程 塑料，可以代替金属材料加工机械零件。如工程塑料： POM、PC、PSF等。 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。如橡胶采用硫化 交联的办法来防止由蠕变产生分子间滑移造成的不可 逆形变。
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 高温
力度
增升
大
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。
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如何观察到完整的蠕变曲线？
➢ 温度过低远小于Tg，或外力太小，蠕变量很小，很 慢，短时间内观察不出。
➢ T过高(>>Tg)，或外力大，形变太快，也观察不出。 ➢ 只有在适当的外力，温度在Tg以上不远时，才可以
周期性变化的应力、应变可以用复数形式表示：
当t0sint时,应力(t) 0sint 展开:(t) 0cossint 弹性形变的动力
0sincost 消耗于克服摩擦阻力
如果E'定义为同相的应力变 和的 应比值 ,E' 00 cos E''为相差90角的应力和应变的的 振比 幅值E"00 sin
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图l-11所示，当突然施加一应力σo于拉 伸试样时，试样立即沿0A线产生瞬时应 变Oa。如果低于材料的微量塑性变形 抗力，则应变Oa只是材料总弹性应变 OH中的一部分。应变aH只是在σo长期 保持下逐渐产生的，aH对应的时间过 程为图1-11中的ab曲线。
恒定应力σo
卸载时，如果速度也比较大，则当应力下降为零时，只 有应变eH部分立即消逝掉，而应变eO是在卸载后逐渐去 除的，这部分应变对应的时间过程为图中的cd曲线。
t
t
t0sint t0sint-
0 某处所受的最大应力 外力变化的角频率 在受到正弦力的应作变用落时后于应力差的相位