不同濕度下尼龍6棘輪行為的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、尼龍6(以下簡(jiǎn)稱PA6)作為一種綜合性能優(yōu)良的熱塑性材料在汽車行業(yè)、電子電器、微機(jī)械等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在日常工作環(huán)境中，PA6會(huì)不可避免地承受循環(huán)載荷的作用，在非對(duì)稱的循環(huán)載荷下產(chǎn)生的累積的循環(huán)變形稱之為棘輪變形，而棘輪變形的累積量過(guò)大將會(huì)導(dǎo)致材料產(chǎn)生不可預(yù)期的破壞。特別地，尼龍類材料內(nèi)部有不同于其他高聚物材料的親水基團(tuán)酰胺基，使其極易受到濕度的影響，所以對(duì)PA6在濕度影響下的棘輪變形行為研究顯得非常重要。
　　近年來(lái)，已有

2、眾多學(xué)者對(duì)高聚物材料的棘輪變形行為進(jìn)行了大量的研究，但是仍存在以下幾點(diǎn)不足:(1)對(duì)不同相對(duì)吸濕度PA6材料的循環(huán)變形行為研究不夠系統(tǒng)，特別是時(shí)相關(guān)棘輪行為以及循環(huán)軟硬化特性;(2)對(duì)不同吸濕度PA6的非比例多軸棘輪行為尚未見(jiàn)報(bào)導(dǎo)。
　　因此，本文在室溫下對(duì)不同吸濕度PA6進(jìn)行了較為系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究，包括單調(diào)拉伸卸載保持實(shí)驗(yàn)、蠕變實(shí)驗(yàn)、單軸應(yīng)力/應(yīng)變循環(huán)實(shí)驗(yàn)以及非比例多軸應(yīng)力循環(huán)實(shí)驗(yàn)。主要討論P(yáng)A6棘輪行為的濕度相關(guān)性、時(shí)相關(guān)性以及

3、路徑相關(guān)性，另外，還討論了不同吸濕度對(duì)尼龍6的應(yīng)變循環(huán)軟硬化特性及循環(huán)變形的影響。結(jié)果如下:0相對(duì)吸濕度下，PA6在常溫下有明顯的軸向蠕變變形產(chǎn)生，變形大小與應(yīng)力水平有關(guān)，應(yīng)力水平越高，蠕變變形越大，并且不可回復(fù)的殘余應(yīng)變?cè)蕉?在非對(duì)稱應(yīng)力循環(huán)實(shí)驗(yàn)中，PA6產(chǎn)生了較明顯的單軸棘輪變形，當(dāng)峰值應(yīng)力水平越高、峰值保持時(shí)間越長(zhǎng)、應(yīng)力率越小時(shí)，棘輪應(yīng)變?cè)酱?在單軸對(duì)稱應(yīng)變循環(huán)實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)加載速率越大、應(yīng)變幅值越大時(shí)，材料溫升越明顯，循環(huán)軟化效應(yīng)也

4、越明顯;在單軸非對(duì)稱應(yīng)變循環(huán)實(shí)驗(yàn)中，平均應(yīng)變?cè)酱笃骄鶓?yīng)力松弛越明顯。另外PA6材料的非比例多軸棘輪變形還與非比例加載路徑、軸向谷值應(yīng)力水平、加載速率等因素有關(guān)，在不同非比例路徑下產(chǎn)生的棘輪變形均要高于相同加載工況下單軸循環(huán)變形。
　　非0相對(duì)吸濕度下，PA6在單調(diào)拉伸、蠕變、單軸循環(huán)、非比例多軸循環(huán)變形過(guò)程中均呈現(xiàn)明顯的濕度依賴性;在單調(diào)拉伸實(shí)驗(yàn)中，隨著相對(duì)吸濕度的增大，應(yīng)力響應(yīng)值越低，蠕變變形越大;對(duì)稱應(yīng)變循環(huán)中，隨著相對(duì)吸濕度