粘彈性和滯彈性ppt課件.ppt

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1、彈性服從虎克定律，特點(diǎn)：受外力作用后，應(yīng)力和應(yīng)變之間呈線性關(guān)系，應(yīng)力與應(yīng)變隨時(shí)保持同相位；應(yīng)變與t無(wú)關(guān)。受力時(shí)，應(yīng)變瞬時(shí)發(fā)生達(dá)到平衡值，除去外力，應(yīng)變瞬時(shí)恢復(fù)（可逆）?！?-4粘彈性與滯彈性理想彈性固體1滯彈性實(shí)際上，絕大多數(shù)固體材料的彈性行為很難滿足理想彈性行為。一般都表現(xiàn)出非理想彈性性質(zhì)，即實(shí)際固體的應(yīng)力與應(yīng)變不是單值對(duì)應(yīng)關(guān)系，往往有一個(gè)時(shí)間的滯后現(xiàn)象。無(wú)機(jī)固體和金屬材料發(fā)生彈性形變時(shí)，應(yīng)變落后于應(yīng)力的行為，即與時(shí)間有關(guān)的彈性稱為滯彈性。滯彈性的應(yīng)變落后于應(yīng)力，有一個(gè)時(shí)間的滯后滯彈性的應(yīng)變不僅與應(yīng)力有關(guān)，而且與時(shí)間有關(guān)，彈性模量也依賴于時(shí)間。

2、滯彈性體的應(yīng)變?cè)趹?yīng)力卸除后可以完全回復(fù)到原始形狀和尺寸，只要經(jīng)過(guò)充分長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到。它與不可能完全回復(fù)的非彈性體有明顯的區(qū)別。2圖l-11所示，當(dāng)突然施加一應(yīng)力σo于拉伸試樣時(shí)，試樣立即沿0A線產(chǎn)生瞬時(shí)應(yīng)變Oa。如果低于材料的微量塑性變形抗力，則應(yīng)變Oa只是材料總彈性應(yīng)變OH中的一部分。應(yīng)變aH只是在σo長(zhǎng)期保持下逐漸產(chǎn)生的，aH對(duì)應(yīng)的時(shí)間過(guò)程為圖1-11中的ab曲線。卸載時(shí)，如果速度也比較大，則當(dāng)應(yīng)力下降為零時(shí)，只有應(yīng)變eH部分立即消逝掉，而應(yīng)變eO是在卸載后逐漸去除的，這部分應(yīng)變對(duì)應(yīng)的時(shí)間過(guò)程為圖中的cd曲線。恒定應(yīng)力σo3材料的滯彈性對(duì)儀器

3、儀表和精密機(jī)械中的重要傳感元件的測(cè)量精度有很大影響，因此選用材料時(shí)需要考慮滯彈性問(wèn)題。如長(zhǎng)期受載的測(cè)力彈簧、薄膜傳感器等。所選用材料的滯彈性較明顯時(shí)，會(huì)使儀表精度不足，甚至無(wú)法使用。滯彈性在金屬材料和高分子材料（高彈形變）中表現(xiàn)得比較明顯。4粘性服從牛頓流動(dòng)定律特點(diǎn)：受力作用后，應(yīng)力與應(yīng)變速率呈線性關(guān)系；受力時(shí)，應(yīng)變隨時(shí)間線性發(fā)展，外力去除后，應(yīng)變不能回復(fù)。理想粘性液體5粘彈性材料在較小的外力作用下，彈性和粘性同時(shí)存在的力學(xué)行為稱為粘彈性。其特征是應(yīng)變落后于應(yīng)力，即應(yīng)變對(duì)應(yīng)力的響應(yīng)不是瞬時(shí)完成的，需要通過(guò)一個(gè)弛豫過(guò)程。應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系與時(shí)間有關(guān)。

4、粘彈性材料的力學(xué)性質(zhì)與時(shí)間有關(guān)，具有力學(xué)松弛的特征。最典型的是高分子材料。一些非晶體，有時(shí)甚至多晶體，在比較小的應(yīng)力時(shí)表現(xiàn)粘彈性現(xiàn)象。高分子材料常見(jiàn)的力學(xué)松弛現(xiàn)象：蠕變、應(yīng)力松弛、滯后和內(nèi)耗6蠕變:固定?和T,?隨t增加而逐漸增大應(yīng)力松弛:固定?和T,?隨t增加而逐漸衰減滯后現(xiàn)象:在一定溫度和和交變應(yīng)力下,應(yīng)變滯后于應(yīng)力變化.力學(xué)損耗(內(nèi)耗):?的變化落后于?的變化,發(fā)生滯后現(xiàn)象,則每一個(gè)循環(huán)都要消耗功,稱為內(nèi)耗.靜態(tài)的粘彈性動(dòng)態(tài)粘彈性（粘彈性）力學(xué)松弛具體表現(xiàn)：7一、蠕變1.定義蠕變是在一定的溫度和較小的恒定應(yīng)力（拉力、扭力或壓力等）作用下，材

5、料的形變隨時(shí)間的增長(zhǎng)而逐漸增加的現(xiàn)象。如硬塑料的電纜、掛久的雨衣。若除掉外力，形變隨時(shí)間變化而減小---稱為蠕變回復(fù)軟PVC絲砝碼8e2+e3tee3e1e2e1線形非晶態(tài)聚合物在Tg以上單軸拉伸的典型蠕變及回復(fù)曲線普彈形變?chǔ)?高彈形變?chǔ)?粘性流動(dòng)ε39圖1理想彈性體（瞬時(shí)蠕變）普彈形變從分子運(yùn)動(dòng)的角度解釋:材料受到外力的作用,鏈內(nèi)的鍵長(zhǎng)和鍵角立刻發(fā)生變化,產(chǎn)生的形變很小,我們稱它普彈形變.?（t）t?（t）tt1t22.聚合物的蠕變現(xiàn)象從分子運(yùn)動(dòng)和變化的角度來(lái)看，蠕變過(guò)程分為：外力除去，立即完全回復(fù)a.普彈形變10圖2理想高彈體推遲蠕變?（t）

6、t?（t）tt1t2?(t)=0(t

7、結(jié)構(gòu)材料的Tg遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于室溫高彈態(tài)?1+?2粘流態(tài)?1+?2+?3存在永久形變②理想交聯(lián)聚合物(不存在粘流態(tài))形變:?1+?2線性非晶高聚物交聯(lián)高聚物理想彈性體理想粘性體εt14e、蠕變的影響因素（1）溫度：溫度升高，蠕變速率增大，蠕變程度變大因?yàn)橥饬ψ饔孟?，溫度高使分子運(yùn)動(dòng)速度加快，松弛加快（2）外力作用大，蠕變大，蠕變速率高（同于溫度的作用）（3）受力時(shí)間：受力時(shí)間延長(zhǎng)，蠕變?cè)龃蟆?t溫度升高外力增大圖5蠕變與?,T的關(guān)系15溫度過(guò)低遠(yuǎn)小于Tg，或外力太小，蠕變量很小，很慢，短時(shí)間內(nèi)觀察不出。T過(guò)高(>>Tg)，或外力大，形變太快，也觀察不出。

8、只有在適當(dāng)?shù)耐饬?，溫度在Tg以上不遠(yuǎn)時(shí)，才可以觀察到完整的蠕變曲線。原因：因?yàn)殒湺慰蛇\(yùn)動(dòng)，但又有較大阻力——內(nèi)摩擦力，因而只能較緩慢的運(yùn)