復(fù)合材料的應(yīng)力松弛特性研究.pdf

1、大多數(shù)復(fù)合材料都不同程度地存在著蠕變與應(yīng)力松弛等粘彈性現(xiàn)象，關(guān)于材料應(yīng)力松弛行為的研究和預(yù)測(cè)不僅能使我們正確認(rèn)識(shí)復(fù)合材料長(zhǎng)期服役時(shí)的失效機(jī)制，同時(shí)也為復(fù)合材料的設(shè)計(jì)加工和運(yùn)用提供一個(gè)新的思路。
　　復(fù)合材料的性能取決于基體和增強(qiáng)體的特性、含量和分布等因素，我們?cè)噲D弄清各組分及體積分?jǐn)?shù)對(duì)復(fù)合材料表觀應(yīng)力松弛特性的貢獻(xiàn)。重點(diǎn)研究了以下內(nèi)容：（1）應(yīng)用兩種具有不同粘彈性特性材料進(jìn)行組合，通過串聯(lián)和并聯(lián)兩個(gè)方向的壓縮松弛試驗(yàn)，得到了一系列

2、材料受載時(shí)的應(yīng)力-時(shí)間衰變曲線，并采用基于穩(wěn)態(tài)蠕變理論的應(yīng)力松弛模型對(duì)這些曲線進(jìn)行擬合分析，得到兩種組元及其復(fù)合材料的穩(wěn)態(tài)蠕變率指數(shù)m和特征松弛時(shí)間λ。（2）在基于穩(wěn)態(tài)蠕變理論的應(yīng)力松弛模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行了理論推導(dǎo)，得到不同受載方向上的復(fù)合材料應(yīng)力松弛理論模型，應(yīng)用該模型計(jì)算得到復(fù)合材料理論上的應(yīng)力-時(shí)間曲線及應(yīng)力松弛參數(shù)m和λ，并與試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)比。（3）使用復(fù)合材料混合率基本公式及Halpin-蔡公式來(lái)擬合試驗(yàn)得到的復(fù)合材料穩(wěn)態(tài)蠕變率指

3、數(shù)m，試圖找到一種簡(jiǎn)單的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)預(yù)測(cè)復(fù)合材料的應(yīng)力松弛參數(shù)。結(jié)果表明：
　　1.材料復(fù)合后的穩(wěn)態(tài)蠕變率指數(shù)m和應(yīng)力松弛特征時(shí)間λ處于兩種組合相的對(duì)應(yīng)參數(shù)值之間，并與兩種材料的體積分?jǐn)?shù)密切相關(guān)。應(yīng)力松弛參數(shù)值較小的組分對(duì)復(fù)合材料的應(yīng)力松弛特性影響更大。
　　2.理論推導(dǎo)出的復(fù)合材料應(yīng)力松弛模型能夠計(jì)算出典型的應(yīng)力松弛曲線，其中，復(fù)合材料應(yīng)力松弛并聯(lián)模型能夠很好地預(yù)測(cè)材料復(fù)合后的應(yīng)力松弛曲線，理論結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果非常符合，但串聯(lián)