第十六章材料的非线性粘弹性行为

第十六章 材料的非线性粘弹性行为（简介）
由于一些高分子材料及一些合金材料的粘弹性行 为是非线性的，即使采用复杂的组合模型，也很难准确 地描写它们的粘弹性行为。对于这些材料首先是通过实 验确定不同应力下应变与时间的关系曲线，在此基础上 确定或假定材料的本构方程，据此进行应力、变形分析。
一、非线性蠕变分析
பைடு நூலகம்
蠕变时材料的本构方程以实验结果为基础。如右图，为应变-时间坐标系中当材料相 同时，在四种不同名义应力下的蠕变曲线。 蠕变时材料的本构方程以实验结果为基础。如右 图，为应变-时间坐标系中当材料相同时，在四种不同 名义应力下的蠕变曲线。 在蠕变曲线上将其分为三个阶段： 第Ⅰ阶段：初始阶段或瞬态蠕变阶段，蠕变率递 减； 第Ⅱ阶段：等速蠕变阶段或准粘性蠕变阶段，蠕 变率保持恒定； 第Ⅲ阶段：不稳定蠕变阶段，蠕变率不断增加直 至断裂 二、非线性应力松弛 当构件的工作温度等于或超过蠕变温度时，若应变保持不变，则构件中的应力将会逐 渐减小，这种现象称为应力松弛。
蠕变的特征是材料在名义应力不变的情况下，应变缓慢增加，材料表现出“粘性”。 这种现象又称为滞弹性响应。 在拉伸应力保持不变的情况下，蠕变引起构件的 长度不断增加、而横截面面积不断缩小，导致真应力 不断增加。当真应力达到材料的极限应力时，构件便 发生断裂。对于材料发生蠕变的衡量是蠕变临界温度， 而其蠕变温度随材料而异，软金属（例如铅）以及某 些非金属材料（如塑料）在常温下即可发生蠕变；而 耐热合金，则在很高的温度下才会发生蠕变。
（详细请见《工程力学》 范钦珊主编 ；《工程材料力学性能》 刘瑞堂 等 编）