應(yīng)變率對形狀記憶聚合物力學(xué)性質(zhì)的影響.pdf

1、形狀記憶聚合物是繼形狀記憶合金以及形狀記憶陶瓷等傳統(tǒng)記憶材料之后發(fā)現(xiàn)的新興功能記憶性材料，其具有低密度、變形量回復(fù)率高、生物相容性好、溫度適應(yīng)性廣、造價低等諸多的優(yōu)良特性，并可廣泛應(yīng)用到醫(yī)療、生物、航空航天等領(lǐng)域中，具有較高的利用潛力。作為一種高聚物，形狀記憶聚合物擁有極強(qiáng)的溫度相關(guān)性和率的相關(guān)性，因此了解其在不同溫度和不同應(yīng)變率條件下的熱力學(xué)性質(zhì)可為其在工程中應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。本文圍繞分析應(yīng)變率對形狀記憶聚合物在玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度范圍內(nèi)的力學(xué)

2、性質(zhì)的影響展開了應(yīng)變率相關(guān)的實驗、理論研究以及數(shù)值模擬。具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度范圍內(nèi)，對不同的應(yīng)變率對形狀記憶聚合物相關(guān)力學(xué)性能的影響進(jìn)行了實驗研究。通過單軸拉伸實驗，研究了不同尺寸的形狀記憶環(huán)氧樹脂在四種加載率情況下，不同溫度段條件下的力學(xué)性能，為分析應(yīng)變率對其力學(xué)性能影響提供了依據(jù);
　　(2)形狀記憶聚合物新型材料參數(shù)方程建立。在DMA實驗基礎(chǔ)上，建立了新型材料參數(shù)方程，并與實驗數(shù)據(jù)比較，結(jié)果精度

3、較高;
　　(3)計算分析應(yīng)變率和材料尺寸在不同溫度條件下對材料參數(shù)數(shù)值的影響。利用形狀記憶聚合物宏觀本構(gòu)模型和拉伸曲線能量損耗面積，分析出應(yīng)變率對材料溫度、材料模量等參數(shù)的影響，判斷應(yīng)變率是否可加快玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化進(jìn)程。指出了應(yīng)變率會對材料溫度和溫度相關(guān)材料參數(shù)大小造成小范圍影響;
　　(4)高應(yīng)變率對形狀記憶聚合物力學(xué)性能影響?？偨Y(jié)了Prony級數(shù)擬合方法，有限模擬了在小應(yīng)變率情況下形狀記憶聚合物單軸拉伸情況，論證了模擬方法的