聚碳酸酯归一化应力弛豫函数和蠕变函数

对聚碳酸酯的应力弛豫用应力蠕变性能进行了实验研究,获得了应力弛豫和应力蠕变曲线,得到了聚碳酸酯的归一化应力弛豫函数和蠕变函数。     

疲劳／蠕变复合作用下聚碳酸酯的时温等效关系

研究了疲劳／蠕变复合作用下聚碳酸酯的时温等效关系。试验条件随加载最大应力、最大应力保持时间和温度而变化，但是都得到一致的试验结果：随最大应力保持时问延长或试验温度升高，聚碳酸酯断裂寿命下降；最大应力保持时间t-断裂寿命Nf的关系曲线与试验温度T-断裂寿命Nf关系曲线十分相似；疲劳／蠕变复合作用下的聚碳酸酯时温等效关系仍然适用。     

浮法玻璃退火过程中应力变化的数值模拟

浮法玻璃内部在退火过程中产生的应力是应力松弛和结构弛豫共同作用的结果.基于粘弹性理论,采用波尔兹曼叠加原理,并考虑应力松弛和结构弛豫两种因素影响的应力本构方程是一组复杂的积分方程.利用梯形积分法、拉格朗日差值函数并采用离散化的方法可以对其进行数值模拟求解.计算结果同实验数据的吻合度较好,为浮法玻璃退火过程中应力离线实验仿真计算或在线控制运用提供了一种解决方案.     

用甲基丙烯酸原位改性纳米碳酸钙填充三元乙丙橡胶Ⅲ.应力软化效应和应力弛豫

用甲基丙烯酸(MAA)原位改性纳米碳酸钙填充三元乙丙橡胶(EPDM),制备了纳米碳酸钙增强EPDM硫化胶。考察了MAA对纳米碳酸钙增强EPDM硫化胶的应力软化效应及应力弛豫行为,并与未改性纳米碳酸钙、炭黑及白炭黑增强EPDM硫化胶的应力软化效应和应力弛豫行为进行了比较;用并联的Maxwell模型对应力弛豫行为进行了数学模拟。结果表明,MAA加剧了纳米碳酸钙增强EPDM的应力软化效应和应力弛豫行为。与其他3种填料相比,MAA原位改性纳米碳酸钙增强EPDM的应力软化效应更为显著,且其应力在室温停放后不能像其他填料增强EPDM那样得到明显恢复;MAA原位改性纳米碳酸钙增强EPDM的应力弛豫速率更快,应力弛豫程度也更大;并联Maxwell模型可以模拟未改性纳米碳酸钙、MAA原位改性纳米碳酸钙、炭黑及白炭黑增强EPDM的应力弛豫行为。     

氟橡胶/碳纳米管复合材料的拉伸应力-应变行为

以氟橡胶/炭黑复合材料作对比研究了氟橡胶/碳纳米管复合材料的拉伸应力-应变、拉伸应力弛豫和拉伸应力软化行为。结果表明,碳纳米管对氟橡胶有良好的增强效果,相同用量碳纳米管的增强效果要高于炭黑,低应变时碳纳米管的增强效果更明显;与氟橡胶/炭黑复合材料相比,氟橡胶/碳纳米管复合材料的应力弛豫现象更为明显,应力弛豫速率更快;随着碳纳米管和炭黑用量的增加,复合材料的应力软化效应增大,氟橡胶/碳纳米管复合材料的应力软化效应明显高于氟橡胶/炭黑复合材料。     

顺丁橡胶/有机蒙脱土纳米复合材料的拉伸应力-应变行为Ⅱ.应力软化效应及应力弛豫

研究了蒙脱土、有机蒙脱土、白炭黑及炭黑增强顺丁橡胶的应力软化效应和应力弛豫特性．用并联的Maxwell模型模拟了这些硫化胶的应力弛豫行为。结果表明,与未改性蒙脱土、白炭黑及炭黑增强顺丁橡胶相比,有机蒙脱土增强顺丁橡胶具有更明显的应力软化现象,经过室温停放和热处理后．这种应力软化能够回复,有机蒙脱土增强顺丁橡胶的室温应力弛豫程度更大。用并联的Maxwell模型模拟的理论应力弛豫曲线与实验数据能够很好地吻合。     

塑料制品残余应力的光弹测量和数值模拟

聚碳酸酯塑件广泛应用于光学、光电和电子领域，但残余应力可导致最终产品光学性能的下降。相对于聚甲基丙烯酸甲酯，残余应力对聚碳酸酯注塑件有更明显的影响。本文首先用偏光设备观察了透明聚碳酸酯注塑件残余应力的分布，以此来研究流动残余应力和热残余应力的影响以及它们之间的相互作用。然后基于光弹实验的结果，用数值方法研究了不同成型条件下的流动残余应力和热残余应力。试验获得的条纹数目和条纹形式，和模拟的结果一致，表明了流动方式、不平衡的温度分布导致聚碳酸酯注塑件产生残余应力的产生。     

基于纳米压痕的氧化镓不同晶面的蠕变特性

使用Berkovich压头,采用恒载荷法对氧化镓的(100)及(010)晶面进行纳米压痕试验,通过数据拟合获得氧化镓晶体的蠕变应力指数。单晶氧化镓(100)晶面的蠕变应力指数范围在15.5~27.8,(010)晶面的蠕变应力指数范围在46.1~63.4。纳米压痕法能够有效测量氧化镓的蠕变变形量;氧化镓的2个晶面均呈现了初始蠕变和稳态蠕变2个阶段,其中,(100)晶面具有较明显的初始蠕变阶段和稳态蠕变阶段,但是(010)晶面的初始蠕变阶段不明显;保载载荷与氧化镓的蠕变位移、等效压痕应力呈正相关,对蠕变应力指数没有明显影响;氧化镓不同晶面的蠕变应力指数差异很大,(010)晶面较(100)晶面具有更大的蠕变应力指数,具有更强的抗蠕变性能,更适合精密机械加工。     

几种胎面用橡胶及其混炼胶的应力弛豫特性

研究了4种胎面用胶[星形全偶联溶聚丁苯橡胶(S-SSBR)、偶联度为40%的SSBR 2305、乳聚丁苯橡胶(ESBR),顺丁橡胶(BR)]生胶及其混炼胶的应力弛豫特性,分析了弛豫机理,考察了混炼胶的应力弛豫和挤出膨胀性能间的关系.结果表明,4种生胶及其混炼胶的应力弛豫过程均表现出快速和缓慢弛豫2个阶段;生胶的应力弛豫机理:ESBR和BR为缠结分子链束和自由分子链解取向过程,2种SSBR为锡偶联分子链束和分子链的解取向过程;4种混炼胶的弛豫机理为橡胶-炭黑变形网络的回缩和分子链受阻解取向过程;2种SSBR生胶及混炼胶的快速弛豫阶段更显著;在实验温度范围,随着温度升高,2种SSBR的弛豫时间明显缩短,ESBR略有缩短,BR变化不大.2种SSBR生胶与混炼胶的应力弛豫时间比值远大于ESBR和BR;2种SSBR混炼胶的应力弛豫时间短,挤出膨胀比小.     

注射成型工艺与塑件流动残余应力的函数关系研究

在塑料尺注射成型工艺参数优化的基础上,建立了塑件的注射成型工艺参数与流动残余应力的函数关系。借助回归分析方法,建立了工艺参数与流动残余应力的显式函数关系。采用人工神经网络方法,建立了工艺参数与流动残余应力的隐式函数关系。最后采用模拟退火算法,对借助回归分析方法建立的显式函数关系进行了工艺参数的优化分析,并与正交优化结果比较,验证其合理性。建立的两种函数关系对研究工艺参数与流动残余应力的影响,预测塑件的流动残余应力具有重要意义。     

应力腐蚀对玻璃钢影响的实验研究

本文提出了一种在应力腐蚀条件下测试玻璃钢蠕变性能的悬臂梁方法,通过对比实验探讨了应力腐蚀对玻璃钢蠕变性能的影响及其机理。结果表明：应力腐蚀作用使试验材料的蠕变强度、蠕变极限和蠕蛮横均减小;在应力腐蚀下,材料在不同时刻的蠕变强度的降低程度不同。     

高密度聚乙烯的应力-光氧老化开裂研究

通过显微镜观察、蠕变量测定、凝胶含量测定、表面全反射红外光谱分析的手段研究了高密度聚乙烯(HDPE)的应力-光氧老化开裂行为。实验结果表明,HDPE的老化开裂主要与表面辐照层的性能恶化和样条的蠕变有关,而应力对表面层的光氧老化进程无明显影响。样品的开裂时间随应力的增加而减小,与施加应力呈反S曲线关系,在7 MPa附近存在一个临界应力,该处开裂时间的减小速率最大,该临界应力与蠕变密切相关,是样条蠕变的分界点,在此之前,材料的蠕变速率相对较慢,样条的尺寸稳定性较好,样条应变10%,在此之后,样条的应变迅速增加至700%~800%,甚至超过1 000%。     

不同加载方式下两种复合材料蠕变性能的分析

室温条件下分析木粉/HDPE、稻壳/HDPE两种复合材料弯曲和蠕变性能.研究结果表明:两种复合材料的弯曲强度均随着加载应力水平的增大而降低,蠕变应变随着加载应力水平的增大而增加;Burger模型可以用来模拟两种复合材料25%和50%应力水平下的蠕变曲线.     

聚苯乙烯蠕变失效的研究

利用蠕变性能测试及DSC、SEM等手段考察了不同条件(温度、应力、紫外光)下聚苯乙烯(PS)的蠕变行为及其失效机理。结果表明:蠕变温度越高,PS的蠕变失效速度越快,遵循时温等效的原理。但在不同的温度区间,PS蠕变的机理并不同;随着蠕变应力的增加,PS的蠕变失效加快,抗蠕变性能下降;紫外光使PS蠕变的速率明显加快,蠕变失效时间明显缩短。     

加热炉炉管损伤及寿命计算模型的研究

研究了不同应力函数准则、开停车对炉管蠕变损伤及寿命的影响。认为不同的应力函数准则对炉管的损伤或寿命预测将引起较大差异 ,开停车对炉管的损伤演化发展产生了巨大的作用。比较了不同损伤蠕变耦合模型的计算结果 ,为炉管损伤及寿命评估提供了有效的方法和手段。     

基于Kriging代理模型的注塑件残余应力优化分析

以注塑成型制品中脱模后的最大Mises-Hencky残余应力为目标函数,运用基于Kriging代理模型及EI加点准则的序列优化方法,对聚碳酸酯材料制品进行了工艺参数(包括熔体温度、模具温度、注射速率、保压压力及保压时间)优化。算例结果表明,所提出方法可以有效地降低注塑件内的最大Mises-Hencky残余应力。在此基础上对充填阶段进行深入分析,用贝塞尔曲线控制方式代替常规的常速率充填控制方式,进一步降低了制件内的残余应力。     

热处理对聚碳酸酯环境应力开裂性能的影响

对聚碳酸酯(PC)的耐环境应力开裂性和拉伸性能进行了研究。结果表明，在不同溶剂和热处理温度条件下，PC的耐环境应力开裂性差异很大。较大的二甲苯含量容易降低PC发生环境应力开裂的临界拉伸应力及材料的拉伸强度、断裂伸长率。玻璃化转变温度以下的热处理可以提高PC的拉伸强度，但是对改善材料的耐环境应力开裂性不利。     

压缩工艺参数对注射压缩成型聚碳酸酯透明件残余应力的影响

基于注射压缩成型技术,以聚碳酸酯为原材料,采用不同的压缩工艺参数制备出聚碳酸酯透明件。结合成型过程中的模具型腔压力测试,采用定性（应力偏光法）和定量（小孔法）两种方法,对成型透明件的残余应力进行了测试,分析了压缩启动位置、压缩距离、熔体温度及模具温度等压缩过程的核心工艺参数对聚碳酸酯透明件残余应力的影响规律。结果表明,随着压缩启动位置的推迟或压缩距离的增大,型腔压力上升,使得制品的残余应力降低,当压缩启动位置从10 %延迟至70 %时,或者压缩距离从0.5 mm增大至2.0 mm,透明件测试点的Von Mises等效残余应力平均下降幅度达到82.0 %和64.7 %;随着熔体温度的升高或模具温度的升高,型腔压力变化并不明显,但制品的残余应力降低,当熔体温度从290 ℃升至320 ℃,或者模具温度从80 ℃升至120 ℃,透明件测试点的Von Mises等效残余应力平均下降幅度达到56.2 %和77.0 %。     

注塑工艺对聚碳酸酯制品环境应力开裂行为的影响

研究了不同注塑工艺下成型的聚碳酸酯（PC）平板制品的环境应力开裂行为。结果表明：在四氯化碳浸渍下,在制品侧壁位置出现分层开裂;熔体温度升高可以提升PC制品的耐环境应力开裂性;保压压力较大时,制品开裂现象较为明显。在分析分子取向和残余应力与制品环境应力开裂行为关系的基础上,探讨了注射成型工艺对PC注塑制品环境应力开裂行为的影响机理。     

Al2O3f/Mg-6Al-0.5Nd-1Gd复合材料的高温压缩蠕变行为研究

研究了Al_2O_(3f)/Mg-6Al-0.5Nd-1Gd复合材料的高温蠕变行为。结果表明:随着蠕变温度由483K升高到513K,外加应力从60MPa增大到90MPa,复合材料的稳态蠕变速率增加,压缩蠕变性能变差;复合材料的蠕变行为主要受到位错攀移控制;复合材料中由于Al_2O_3短纤维增强相的添加,提高了材料的蠕变表观激活能Q_c和蠕变表观应力指数n;复合材料在载荷恒定时,随着蠕变温度由483K提高到513K,复合材料材料的蠕变门槛应力由57.2MPa降低为32.3MPa。