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4 非线性弹性-橡胶弹性
一、橡胶高弹性( Rubber Elasticity )的特点(掌握)
二、橡胶高弹性的本质(掌握通过热力学分析)
三、统计方法得到的橡胶状态方程。(了解)
通过本章的学习,可以全面理解和掌握橡胶弹性产生的原因、条件及特点,建立和使用橡胶状态方程,指导橡胶的使用和加工。
七大合成橡胶

顺丁橡胶
天然橡胶
丁苯橡胶
丁基橡胶
乙丙橡胶
丁腈橡胶
氯丁橡胶
其他还有氟橡胶,
聚氨酯橡胶属于弹性体
Rubber Products
The definition of rubber
施加外力时发生大的形变,外力除去后可以回复的弹性材料
橡胶、塑料、生物高分子在Tg~Tf间都可表现出一定的高弹性
高分子材料力学性能的最大特点
高弹性
粘弹性
%,金属<1%
为什么橡胶的形变是一种高弹形变?
1)它是由线形的长链分子组成
蜷曲状态
伸展状态
外力
2)链柔性好,分子间吸引力小,即分子间的约束力小,受力时分子链就易变形
橡胶高弹性的特点
-力学松弛特性:
链段的运动需要克服分子间的内摩擦力,达到平衡位置需要一定的时间。
,橡胶急速拉伸时伴随着热效应,并且随着伸长率的增加而增加。
,泊松比较大,=,接近液体,拉伸时体积保持不变。
问题:以分子运动的观点解释橡胶具有高弹性的原因
2. 变形等完全回复,未交联的橡胶发生的是不可逆的形变。
例如:
钢铁:109N/m2
PS: 108N/m2
NR: ~1104N/m2
E=/
--应力
--形变
弹性模量是指单位形变所需要的应力。抵抗外力产生形变的能力
E随着温度升高而增大,而金属材料的E则相反
,E很小
描述力学行为的基本物理量
应力与应变
模量与泊松比
形变的类型及描述力学行为的基本的物理量:
应变:当材料受到外力作用,几何形状和尺寸发生变化,这种变化叫应变。
应力:材料单位面积上的力叫应力。
应变按照受力方式的不同可以分为三种:张应变,切应变,体应变
简单剪切Shear
本体压缩(或本体膨胀)
基本的形变
形状改变而体积不变
体积改变而形状不变
拉伸 Tensile
单轴拉伸
Uniaxial elongation
双轴拉伸
biaxial elongation
等轴
非等轴
简单拉伸