理想彈性體ppt課件

聚合物的粘彈性材料工程，2，外力作用下材料的變形行為：理想彈性固體是與胡克定律變形下的時間無關的瞬間變形，瞬間恢復理想粘性液體是牛頓定律變形與時間的線性關系，簡介，聚合物：4、外力消除后完全沒有響應，Newton slew，ideaalviscousliquid理想粘性液體，由于外力隨時間變化而線性，外力消除時變形不可逆。5，6，聚合物的變形行為是與時間相關的粘彈性和彈性的組合，粘彈性外力使聚合物材料的變形特性結(jié)合了固體的彈性和液體粘性的特性。這種現(xiàn)象表現(xiàn)為機械性質(zhì)隨時間變化的機械松弛現(xiàn)象。因此聚合物經(jīng)常被稱為粘彈性材料，這是聚合物材料的另一個重要特征。聚合物的粘彈性，7，理想彈性體，理想粘彈性，聚合物的粘彈性，8，Relaxationtime松弛時間，What sthemeaningof=A/E/E，p a * s，單位unit，e pa，單位：s，松弛時間為特征時間。變形固定時，由于粘性流動，應力減少到起始應力的1/e倍所需的時間松弛過程，既有粘性又有彈性，因此，9，松弛時間的物理意義，應力松弛到初始應力的0.368倍所需的時間稱為松弛時間。應力松弛過程完成63.2%所需的時間稱為松弛時間。when t=，10，聚合物的粘彈性，應力松弛蠕變滯后機械損失，靜態(tài)粘彈性，動態(tài)粘彈性，聚合物的粘彈性，11，I，蠕變Creepdeformation，蠕變的含義：聚合物蠕變特性反映了材料的尺寸穩(wěn)定性和長期載荷能力。如軟PVC線鉤特定方法代碼，慢慢拉伸；解開法典，絲綢慢慢收縮。12、聚合物材料蠕變有3個變形過程，13、聚合物材料蠕變有3個變形過程，14、聚合物材料蠕變有3個變形過程，15、聚合物變形，聚合物受外力作用時，以上3個變形是一起發(fā)生的材料總變形： 鍵角等二次運動立即恢復，變形直線下降通過結(jié)構(gòu)變化引起的變形恢復分子鏈間質(zhì)中心位移是永久性的，留下，18，線性和交聯(lián)聚合物的蠕變恢復，蠕變本質(zhì)：分子鏈的質(zhì)心位移，19，蠕變和溫度的高低關系：只有適當?shù)耐饬Σ拍苁筎g附近有明顯的粘彈性。 t太低，外力太小，蠕變很小，很慢，短時間內(nèi)很難檢測到。而且t太高，外力太大，變形發(fā)展快，未檢測到蠕變現(xiàn)象；僅在適當外力的作用下，Tg離得不遠，鏈段可以移動，內(nèi)部摩擦阻力也大，可以緩慢移動，甚至可以發(fā)生明顯的蠕變現(xiàn)象。蠕變具有考慮尺寸穩(wěn)定性的重要實用性。20、如何防止蠕變？關鍵：減少鏈的中心位移，鏈靈活性好嗎？鏈條的效果好還是弱？交聯(lián)可以嗎？強好，弱好，好，壞，好，壞，好結(jié)晶？好、不好、21、2、應力松弛StressRelaxation、恒溫和保持恒定變形時材料的應力隨時間減少的機械現(xiàn)象。例如：將交聯(lián)橡膠拉伸到一定長度，保持長度不變，隨著時間的推移，內(nèi)部應力慢慢減少到0。，22，無法產(chǎn)生交聯(lián)和線性聚合物的應力松弛，交聯(lián)聚合物，線性聚合物，質(zhì)心位移，應力只能按平衡值松弛，23，應力松弛的原因：鏈段熱運動，糾纏點分散，分子鏈相互滑動，內(nèi)部應力逐漸消除。交聯(lián)聚合物不會產(chǎn)生質(zhì)心運動，只能按平衡值松弛。聚合物鏈的結(jié)構(gòu)重新排列和分子鏈滑動是材料蠕變和應力松弛的根本原因，24，應力松弛和溫度的關系：溫度太高，鏈段運動因內(nèi)部摩擦而變小，應力松弛很快，無法檢測：溫度過低，鏈段運動因內(nèi)部摩擦而變得很大，應力松弛很慢，短時間也無法檢測：25，1，延遲現(xiàn)象，樣本交變應力下，變形的變化落后于應力的變化的現(xiàn)象汽車速度60km/h輪胎某處300次/分鐘循環(huán)應力的影響。3，動態(tài)粘彈性， (t)，wt， (t)，0，26，粘彈性材料的機械反應在彈性和粘性之間，變形，變形落后于變形變化的相位角度。越大，延遲現(xiàn)象越嚴重。滯后的原因：外力作用時，鏈段運動受內(nèi)耗阻力的影響，外力變化時，鏈段運動不跟隨外力的變化，落后于；27，2，機械損耗(內(nèi)部摩擦)，在交變應力下聚合物產(chǎn)生延遲現(xiàn)象并將機械能轉(zhuǎn)換為熱的現(xiàn)象，在內(nèi)部摩擦的情況下，橡膠拉伸-收縮的應力-應變曲線中可見，拉伸曲線下的區(qū)域是橡膠的外力的拉伸操作收縮曲線下的區(qū)域是橡膠的外力的收縮操作，面積差異，損失的操作即，根據(jù)歐拉公式，復數(shù)指數(shù)形式是復數(shù)三角法，3，動態(tài)系數(shù)和衰減，29，E節(jié)能系數(shù)表示變形時同一相位的彈性e 損失系數(shù)，具有/2相位差的能量損失，e *，E在塑料中Tg，Tm以下，損耗小，橡膠損耗常見：BR:結(jié)構(gòu)簡單，分子間力小，鏈段運動的內(nèi)部摩擦阻力小，松弛時間短，小，tg小NR:結(jié)構(gòu)的BR多側(cè)甲基，BR小于tg的SBR:側(cè)基具有芳環(huán)，大體積效果，TG 大熱增量大tg、br NR SBR IIR、tg從小到大、33、溫度影響： (在固定頻率下)、tg以下、主要由鍵長、鍵角變化引起的變形速度、應力變化幾乎完全取決于Tg較小的tg粘性流動模式過剩導致分子間相互滑動，內(nèi)部摩擦較大，內(nèi)部摩擦急劇增加，tg對，t TG:t TG:34，溫度譜： (2)交變應力的頻率較大： (相當于玻璃狀態(tài))鏈段完全不跟隨外力的變化，沒有能量損失，e 大，e 和TG0-0(3)頻率在一定范圍內(nèi)：鏈段可以移動，但不跟隨外力的變化，表示明顯的能量損失，因此e 頻譜： (固定溫度)，37，動態(tài)機械分析DMA-dynamic mechanicalysis，DMA特性：(1)多種模式：壓縮、拉伸等(2)多種模式：t、t、 滾動阻力引起的能量損失占總?cè)剂舷牡?0%，占卡車的40%，因此，低滾動阻力導致燃料消耗滾動阻力與胎面膠的滯