聚合物在不同应变速率下的缺口敏感性研究.pdf

贵州大学硕士学位论文聚合物在不同应变速率下的缺口敏感性研究姓名:魏桂耀申请学位级别:硕士专业:固体力学指导教师:蔡长安20070501聚合物在不同应变速率下的缺口敏感性研究摘要聚合物作为一种高分子材料,是近代工业发展起来的一种新型材料,越来越多地作为结构材料应用于机械、建筑乃至高新技术领域中,其力学性能是诸多物理性能中最为重要的。作为工程受力构件应用时,在载荷的作用下,特别是应变率较高时,缺口处的应力分布是一个重要但尚未搞清楚的问题。就缺口敏感性和应变率敏感性而言,主要集中在金属材料的研究上,聚合物材料的缺口敏感性及应变率敏感性研究尚很少见诸报道。本文选择了聚丙烯(PP)和苯乙烯一丁二烯一丙烯腈聚合物(ABs)两种聚合物材料,制得多组不同缺口底部圆弧半径(~1mm)和缺口深度(1~3mm)的缺口试样,对无缺口试样和缺口试样分别进行不同应变速率下的拉伸试验,对获取的数据进行相关的比较和研究。并采用大型通用有限元软件ANSYS对缺口试样进行了非线性有限元模拟分析,将有限元计算结果与实验结果进行比较分析。最后,根据塑性变形过程中具有明显的粘塑性特性,分析这两种聚合物材料的粘塑性本构关系。实验结果说明,PP材料和ABS材料的缺口试样的缺口敏感度NSR在不同应变速率下的总平均值都大于1,以NSR衡量,PP和ABS在不同应变率下对缺口是不敏感的。但PP和ABs是应变率敏感材料。有限元计算结果支持实验结果的相关结论。PP材料和^BS材料的粘塑性本构关系可表达为含有相应材料参数的过应力理论形式。关键词:聚合物:PP;ABS;应变率;缺口敏感性;有限元;粘塑性;本构关系;STUDYONTHENOTCHSENSITIVITYOFPOLYMERUNDERDIFFERENTSTRAINRATESAbstractThepolymerisonekindofmacromolecularmaterial,itisonekindofnewmaterialsatthemoderntimes,ithasbeenappliedmoreandmoremuchtomachinery,,undertheloadingeffect,especiallywhenstrainrateishigher,,itfocusesonthemetalmaterialresearchmainly,,twokindsofpolymermaterialthatarepolypropylene(PP)itrile—Butadiene—Styrene(ABS)havebeenchosen,madeSOmanynotchsamplesthathavethedifferentnotchbottomarcradius(~l哪)anddifferentnotchdepths(1~3姗)。carriedouttheresearchoftensiletestunderdifferentstrainrate,(ANsYS)。,accordingtoobviousstickyplasticitycharacteristicinplasticitydeformation,viscoplasticityconstitutiverelationoftwokindsofpolyme