ZWT非线性热粘弹性本构关系研究与应用.pdfVIP

⑤ … 1 维普资讯 第 13卷 增刊 宁 被 大 学 学 报 t理 工 版) VolI3 Sup 2000年 l2 月 JOURNALOF NINGBO UNIVERSITY tNSEE) Dec 2000 文章编 号 ：1001．5132(2000)Sup-0141—09 ZWT非线性热粘弹性本构关系的研究与应用 丁 2， 王礼立，施绍裘 江瑛，黄得进 宁波大学 力学和材料科学研究中心) 摘 要 ：回顾和介绍 了源于 高分子材料 非线性热粘弹性本构特性研究的 zwT(朱王唐)本 构模型，该模型揭示 了高聚物在跨越准静态到冲击动态 8个量级应 变率范围和走应 变下的 拳构 非线性 来 自纯弹性响应而其率相 关响应基本呈线性 ；发现准静响应和高应 变率响应 分别 由各 自的特征松弛 时间控制，而各 自的影响域仅为 45个量级应变率；在 同时考虑温 度效应后发展了非线性热粘弹性本构模型，并建立 了相应 的时间 ／速率与温度 间的互换 ／ 等效关系；实验证 实 z、vT方程对热 固性塑料、热塑性塑料和 高聚物基复合材料都适用，并 可推广到混凝土；在研究了材料 内部损伤在冲击走变形 下的率相 是损伤演化律后，进一步 提 出了计厦损伤率型演化 的ZWT方程和相应 的双变量 (应 变、应 变率)动态破坏准则；基 于 zwT方程研究 了粘弹性渡的弥散和衰减特性．指出存在一个 由高应变率松弛时间占统 治地位 的 有效传播 时问 或 有效传播距 离”；进而一方 面提 出了一个确定高聚物在 高应 变下粘弹性本构方程 的反 问题解法，另一方面把传统 的SHPB弹性压 杆技 术推广到粘弹 性压杆，从而可对低波阻抗材料进行冲击试验研究 关键词 热粘弹tti；拳构关系； 兰兰苎 塑竺堕 斗 篷短噼 构关§ 中图分类号 ：0347 文献标识码 ：B 掰料一言臣蟹 0 引 言 历史告诉我们 ：材料是人类文 明大厦的基石 每一种重要 的新材料 的发现和应用 ，都 会给社 会 生产和生活带来 巨大变化．全世界高分子材料 的总产量就其体积 而言 已与钢铁相 当，已与金属 、陶 瓷材料 并列为 当前世 界的三 大工程 材料． 高分子材料 因其力学性能对载荷作用时间或应变率 的敏感性远 比金属材料强得多，而被作为 典型的材料粘弹材料加 以研究，得到众多学者 的重视 ，不过大量研究 主要集 中在低应变率下 的线性 粘弹行为 ” ．涉及高应变率 、冲击载荷下高分子材料非线性牯弹性行为的研究则还远远不够，是一 个急待 发展 的重要研究方 向 [41． 从 1978年恢复研究生招生起 ，朱兆祥在 中国科技大学就把高分子材料 的动态力学行为研究列 为研究生 的主攻课题之一 ．1981年 ，在第二届全 国爆炸力学会 议上 和 78级硕士研究生唐志平 的硕 士学位论文 “高应变率下环氧树脂的动态力学性能 中 ，第一次提出了一个可在横跨七八个应变 率量级条件下和变形范 围在 8％之 内描述环氧树脂动态力学行为的非线性牯弹性本构方程 ，即后来 被称为 zwT 朱【王唐)方程 的本构模型 ． 接着，2位 81级硕士研究生徐大本和杨黎明分别在硕士学位论文 “环氧树脂在高应变率下的时 收稿 日期：2000．11t6 作者简介：王礼立 ．时任宁波大学副校长，救授 ．博导兼力学与材料科学研究 中心主任 维普资讯 142 宁波大学学报 (理工版) 第 13卷 温等效和热牯弹性本构关系 和 短纤维增强对聚碳酸酯非线性性质 的影响 中研究了同时计