復合材料的應(yīng)力松弛特性研究.pdf

1、大多數(shù)復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測不僅能使我們正確認識復合材料長期服役時的失效機制，同時也為復合材料的設(shè)計加工和運用提供一個新的思路。
　　復合材料的性能取決于基體和增強體的特性、含量和分布等因素，我們試圖弄清各組分及體積分數(shù)對復合材料表觀應(yīng)力松弛特性的貢獻。重點研究了以下內(nèi)容：（1）應(yīng)用兩種具有不同粘彈性特性材料進行組合，通過串聯(lián)和并聯(lián)兩個方向的壓縮松弛試驗，得到了一系列

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

3、數(shù)m，試圖找到一種簡單的經(jīng)驗公式來預測復合材料的應(yīng)力松弛參數(shù)。結(jié)果表明：
　　1.材料復合后的穩(wěn)態(tài)蠕變率指數(shù)m和應(yīng)力松弛特征時間λ處于兩種組合相的對應(yīng)參數(shù)值之間，并與兩種材料的體積分數(shù)密切相關(guān)。應(yīng)力松弛參數(shù)值較小的組分對復合材料的應(yīng)力松弛特性影響更大。
　　2.理論推導出的復合材料應(yīng)力松弛模型能夠計算出典型的應(yīng)力松弛曲線，其中，復合材料應(yīng)力松弛并聯(lián)模型能夠很好地預測材料復合后的應(yīng)力松弛曲線，理論結(jié)果與試驗結(jié)果非常符合，但串聯(lián)