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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划粘弹性材料的特点第七章习题一、概念1、蠕变2、应力松弛3、滞后现象与力学内耗4、时温等效原理5、Blotzmann叠加原理二、选择答案1、粘弹性是高聚物的重要特征，在适当外力作用下，有明显的粘弹性现象。A、Tg以下很多B、Tg附近C、Tg以上很多D、f附近2、关于WLF方程，说法不正确的为。A、严格理论推导公式B、Tg参考温度，几乎对所有聚合物普遍适用C、温度范围为TgTg100D、WLF方程是时温等效原理的数学表达式3、模型基本上可用于模拟交联聚合物的蠕变行为。A、Flory，B、
2、Huggins，C、Kelvin，D、Maxwell4、模型可以用于模拟线性聚合物的应力松弛行为。A、Flory，B、Huggins，C、Kelvin，D、Maxwell三、填空题1、Maxwell模型可模拟线性聚合物的现象，而Kelvin模型基本上可用来模拟交联聚合物的蠕变行为。2、WLF方程若以Tg为参考温度，则lgaT，WLF方程可定量描述时温等效原理。根据时温等效原理，提高试验拉伸速率，力学损耗将向高温方向移动。3、聚合物的静态粘弹性主要表现为和。4、一硫化橡胶试样在周期性交变拉伸作用下，应变落后于应力变化的现象称为后现象，对应于同一应力值，回缩时的应变大于拉伸时的应变。拉伸曲线下的面
3、积表示外力对橡胶所做的拉伸功，回缩曲线下的面积表示橡胶对外所做的回缩功，两个面积之差表示一个拉伸-回缩循环中所损耗的能量。5、聚合物在交变应力下应变落后于应力的现象称为在每一循环变化中，热损耗掉的能量与最大储能量之比称为力学损耗。四、回答下列问题1、写出麦克斯韦尔模型、开尔文模型的运动方程。这两种模型可以模拟什么样的聚合物的何种力学松弛行为？2、“聚物的应力松弛是指维持聚合物一恒定应变所需的应力逐渐衰减到零的现象”，这句话对吗？为什么？3、画出固定试验温度下，聚合物的内耗与外力频率的关系曲线，并以松弛的观点加以解释和说明。4、示意画出聚合物动态粘弹性的温度谱，说明温度对聚合物内耗大小的影响。5
4、、什么是时温等效原理和WLF方程？它们有何意义？7-2是从高聚物的松弛特性，讨论非晶态高聚物的力学特征？解：高聚物玻璃态时，加应力后普弹形变瞬时完成，保持应力过程中，形变也保持不变，移去应力后，形变迅速恢复，这是松弛时间过长，大分子链来不及运动，在实验条件下，根本观察不到蠕变现象。在推迟高弹时，加应力后，普弹形变和高弹形变瞬时完成，而后高弹形变随时间逐渐发展，表现典型的蠕变现象，以除外力后，普弹形变和高弹形变，则随时间而逐渐减小，但现行高聚物有部分塑性形变，所以残余一部分不可逆形变。高弹态时，由于松弛间短，加应力后，普弹形变和高弹形变同时发生，蠕变曲线几乎平行于纵轴，以后线形高聚物中塑性形变不
5、断发展，解除应力后，这一部分不能恢复。粘流态时，塑性形变随时间发展，几乎全是不可逆形变，故解除外力后，不能恢复。7-3讨论下述因素对蠕变实验的影响。1.相对分子质量；b.交联；c.缠结数解：a.相对分子质量：低于Tg时，非晶聚合物的蠕变行为与相对分子质量无关，高于Tg时，非晶或未交联的高聚物的蠕变受相对分子质量影响很大，这是因为蠕变速率首先决定于聚合物的黏度，而黏度又决定于相对分子质量。根据次规律，聚合物的平衡零剪切黏度随重均相对分子质量的次方增加。于是平衡流动区的斜率随相对分子质量增加而大为减少，另一方面永久形变量也因此减少。相对分子质量较大蠕变速率较小。b交联：低于Tg时，链的运动很小，交
6、联对蠕变性能的影响很小，除非交联度很高。但是，高于Tg时交联极大地影响蠕变，交联能使聚合物从黏稠液体变为弹性体。对于理想的弹性体，当加负荷时马上伸长一定量，而且伸长率不随时间而变化，当负荷移去后，该聚合物能迅速回复到原来长度。当交联度增加，聚合物表现出低的“蠕变”。轻度交联的影响就好像相对分子质量无限增加的影响，分子链不能相互滑移，所以变成无穷大，而且永久形变也消失了。进一步交联，材料的模量增加，很高度交联时，材料成为玻璃态，在外力下行为就像虎克弹簧。c.缠结数：已发现低于一定相对分子质量时，黏度与相对分子质量成比例。因为这一相对分子质量相应的分子链长已足以使聚合物产生缠结。这种缠结如同暂时交
7、联，使聚合物具有一定弹性。因此相对分子质量增加时，缠结数增加，弹性和可回复蠕变量也增加。但必须指出聚合物受拉伸，缠结减少，因此实验时间愈长则可回复蠕变愈小。7-825下进行应力松弛实验，聚合物模量减少至105N/m3需要107h。用WLF方程计算100下模量减少到同样值需要多久？假设聚合物的Tg是25。解：7-9一PS试样其熔体黏度在160时为102Pas，试用WLF方程计算该样在120时的黏度解：根据WLF方程当，得又有五、计算题1、根据WLF方程预计玻璃化温度测量所用频率提高或降低一个数量级时，测得的Tg将变化多少度？2、在频率为1Hz条件下进行聚苯乙烯试样的动态力学性能实验，125出现内
8、耗峰。请计算在频率1000Hz条件下进行上述实验，出现内耗峰的温度。3、以某一聚合物材料作为两根管子接口法兰的密封垫圈，假设材料的力学行为可以用Maxwell模型描述。已知垫圈压缩应变为，初始模量为3106Nm2，材料应力松弛时间为300d，管内流体的压力为106N/m2，试问多少天后接口处发生泄漏？4、聚苯乙烯试样，已知160C时粘度为10Pas，试估算Tg时和120C时的粘度。o3oo粘弹性功能梯度有限元法使用对应原理文摘:能够有效地离散化问题域有限元方法模拟一个有吸引力的技术为建模复杂边值问题非同次性如沥青混凝土路面材料。专业“分级元素”已被证明提供一个高效、准确的功能梯度材料的模拟工具
9、。大部分的先前的研究功能梯度材料的数值模拟是有限的弹性材料的行为。因此,目前的工作集中在功能梯度粘弹性材料的有限元分析。分析执行使用弹性粘弹性对应原理,粘弹性材料级配占的元素通过内广义伊索参数配方。本文强调沥青混凝土路面的粘弹性行为和几个例子,从验证问题规模应用的领域,提出了演示当前方法的特性。工业部：/.一阶段相对于另一个,用于热障涂层,或者通过使用一个足够大的数量宫本茂等组成阶段具有不同的属性。1999年。设计师可以根据功能梯度材料粘弹性电压动力粘弹性圆柱受到等满足设计要求轴向和热负荷希尔顿XX。最近,木梁XX年提出了一个为热粘度计微机械模型功能梯度材料的行为。1.博士后研究助理,部门土木
10、与环境工程、伊利诺伊大学香槟分校、乌尔班纳,伊尔61801相应的作者。2.唐纳德比格威雷特教授工程、土木和部门环境工程、伊利诺伊大学香槟分校、乌尔班纳,伊尔618013.教授和NarbeyKhachaturian教授学者,民用部门与环境工程、伊利诺伊大学香槟分校乌尔班纳,伊尔61801。请注意。这手稿提交4月17日,XX;批准XX年10月15日,发表在XX年2月5日。讨论期开到XX年6月1日,必须提交单独的讨论个人论文。本文是材料在民用的一部分1号工程,卷。23日,XX年1月1日。清华大学，台北0899-1561/XX/1-39-48/美元。除了功能梯度材料设计或定制的,一些土木工程自然材料展
11、览分级材料属性。席尔瓦等.研究和模拟的竹子,这是一个天然的材料。除了自然发生,各种材料和结构表现出非齐次的材料分布和结构性层次制造业和建筑实践的结果,老化,不同数量的代理风险敞口恶化等。沥青混凝土人行道这样一个例子,衰老和温度变化产生不断分级非齐次的本构特性。老化和温度感应财产梯度已经被一些研究人员良好的文档记录领域的沥青路面。当前的最先进的粘弹性模拟沥青路面限于要么忽略梯度不均匀的属性金和布特拉尔XX;萨德等.XX;门和卡迪XX;戴夫等.XX或考虑通过分层的方法,例如,在美国使用的模型州国家公路运输官员机械经验路面(设计指南力学亚拉公司),(电子商务)。XX年。重大损失的使用的准确性分层的方
12、法对弹性分析沥青路面证明。广泛的研究进行了有效和准确模拟功能梯度材料。例如,卡瓦坎特等.XX年,XX年张和保利诺ArciniegaXX年,雷迪和歌曲,保利诺XX都报道在功能梯度材料的有限元模拟。然而,大多数的之前的研究一直局限于弹性材料的行为。一个各种土木工程材料,如聚合物、沥青混凝土、硅酸盐水泥混凝土等,表现出显著的速度和历史影响。这些类型的材料的准确模拟需要使用粘弹性本构模型。当前工作提出了一种有限元有限元公式针对功能梯度材料的粘弹性分析,特别是沥青混凝土。保利诺和金XX弹性粘弹性探索对应原理CP的上下文中过程。在当前使用的卡值有根基的配方一直研究结合伊索参数配方XX年金正日和保利诺可交换
13、的图像文件。摘要介绍了详细的有限元公式,验证,和沥青路面仿真例子。除了模拟沥青人行道,本方法也可用于分析其他工程系统,表现出粘弹性评分的行为。这类系统的例子包括金属和金属复合材料在高温下比约特等.XX;Koric和托马斯?XX;聚合物和塑料基础系统,接受氧化和/或紫外线硬化Hollaenderetal。1995;黑尔etal.1997和纤维增强水泥和评分混凝土结构。其他应用程序领域的粘弹性分析包括准确模拟接口之间的粘弹性材料层之间的接口等不同沥青混凝土电梯或模拟粘弹性胶化合物用于制造多层复合材料迪亚和吴XX。功能梯度粘弹性有限元方法本节描述粘弹性分析的公式使用铁框架和功能梯度问题弹性粘弹性值。
14、本节建立的初始部分和基本的粘弹性本构关系值。随后的部分提供了铁配方使用可交换的图像文件。粘弹性本构关系基本的粘弹性材料的应力-应变关系提出了等作家,希尔顿1964克里斯滕森1982。准静态本构关系,给出了线性粘弹性各向同性材料1?ij?x,t?2?G?x,?t?t?ij?x,t?ij?kk?dt?t?3?t?t?t?tt?K?x,?t?t?ij?kkdt?1?在?ij=压力;?ij=菌株在任何位置x。参数G和K=剪切和体积松弛模;ij=克罗内克符号;和t=集成变量。下标i,j,k,l=1、2、3爱因斯坦总结大会。减少时间有关实时通过叠加时间温度t和温度t原则?t?aTtdt?2?0?t在准静态
15、条件下,非齐次粘弹性的身体假设位移ui的边值问题在卷?u,牵引PiFi表面?和身体力量,平衡,应变变形位移小变形的关系方程式。所示1?ij,j?Fi?0,?ij?ui,j?uj,i?3?2u?分别i位移和?j?/x?j?CP功能梯度材料及其应用CP允许一个粘弹性的解决方案是容易获得的简单的替换成现有的弹性的解决方案,如梁在弯曲等之间的等价转换的概念粘弹性和弹性边值问题发现在1950年阅读。这种技术被广泛应用研究人员分析各种非齐次粘弹性问题包括,但不限于,希尔顿和梁理论1993年希尔顿和易建联,Piechocki1962年,有限元分析和边界元分析捷克斯拉德克等.。CP可以更清楚地解释的一个例子。一个简单的一维问题,stressstrain给出了粘弹性材料的关系赤道所示的卷积积分。创新助手报告主题分析报告创新助手平台提供北京万方软件股份有限公司XX-06-27报告目录报告核心要素.
