《高分子弹塑性行为》课件.pptVIP

高分子弹塑性行为欢迎来到本课程！

课程简介本课程将深入探讨高分子材料的弹塑性行为，并结合具体案例进行分析。我们将从高分子的基本结构、物理状态和力学性能入手，逐步深入讲解高分子材料的弹性行为、塑性行为以及失效分析。

课程目标1理解高分子材料的结构与性能之间的关系。2掌握高分子材料的弹性和塑性行为的理论知识。3了解高分子材料的失效分析方法。4熟悉高分子材料的回收利用技术和新型生物基高分子材料。

高分子简介高分子是指由大量小分子通过共价键连接而成的长链状大分子。高分子材料以其优异的性能在工业、农业、医药、电子等领域得到广泛应用。高分子材料的种类繁多，常见的包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酯等。

高分子基本结构高分子链的结构主要包括：单体、链段、重复单元。不同的单体结构会影响高分子材料的性能，例如聚乙烯和聚丙烯的力学性能差异很大。

分子量及分布高分子的分子量是指单个高分子链的质量，通常用平均分子量来表示。分子量分布是指高分子材料中不同分子量的高分子链的比例。分子量和分子量分布会影响高分子材料的力学性能、熔点、溶解性等。

结构对性能的影响1线性高分子链结构：性能较好，柔韧性强。2支化高分子链结构：性能下降，柔韧性降低。3交联高分子链结构：性能提升，强度和硬度增加。

高分子物理状态固态：玻璃态、橡胶态、结晶态液态：溶液态、熔融态

玻璃化转变温度定义指高分子材料从玻璃态转变为橡胶态的温度。1影响因素分子量、结构、添加剂等。2意义决定了高分子材料的应用温度范围。3

高分子的弹性行为1定义高分子材料在外力作用下发生形变，当外力撤去后能够恢复原状的现象。2特征形变可逆、可重复。3影响因素温度、分子量、结构等。

应力-应变关系应力是指材料内部抵抗形变的力。应变是指材料形变的大小。应力-应变曲线描述了材料在不同应力下应变的变化关系。

弹性模量1定义材料在弹性变形阶段的刚度指标。2意义反映了材料抵抗形变的能力。3测量方法拉伸试验、压缩试验。

泊松比0.3定义横向应变与纵向应变之比。0.5意义反映了材料在受力方向上发生形变的同时，在垂直方向上也发生了形变。

高分子的塑性行为屈服加工硬化冷塑性变形

屈服和加工硬化屈服材料在应力超过屈服强度后发生永久变形。加工硬化材料在塑性变形过程中，强度和硬度增加的现象。

不同变形机理

工程塑料成型工艺注塑成型：应用最为广泛，适合大规模生产。挤出成型：适合生产管材、板材、薄膜等。吹塑成型：适合生产瓶子、薄膜等。压缩成型：适合生产大型产品，如汽车保险杠、座椅等。

注塑成型工艺1原料预处理：干燥、混合、造粒。2塑化：加热熔融塑料。3注射：将熔融塑料注射到模具中。4冷却固化：冷却固化塑料。5脱模：取出成型产品。

挤出成型工艺原料预处理：干燥、混合、造粒。塑化：加热熔融塑料。挤出：将熔融塑料通过模具挤出。冷却固化：冷却固化塑料。切断：切断成型产品。

吹塑成型工艺步骤一将塑料颗粒加热熔融成型管状。1步骤二将管状塑料放入模具中。2步骤三用压缩空气吹胀塑料，使其形成最终形状。3

压缩成型工艺将塑料颗粒放入模具中。用压力机对塑料进行压缩成型。冷却固化塑料，取出成型产品。

增强复合材料纤维增强复合材料：利用纤维增强塑料基体，提高材料的强度和刚度。层压复合材料：将不同材料层压在一起，形成具有特定性能的复合材料。夹芯复合材料：利用夹芯结构，提高材料的强度和隔热性能。

纤维增强复合材料1玻璃纤维增强塑料（GFRP）：强度高、成本低，应用广泛。2碳纤维增强塑料（CFRP）：强度高、重量轻，应用于航空航天等领域。3芳纶纤维增强塑料（AFRP）：强度高、耐高温，应用于军工、消防等领域。

层压复合材料木材层压板：强度高、防水、防潮，应用于家具、建筑等领域。金属层压板：强度高、耐腐蚀，应用于汽车、航空航天等领域。塑料层压板：强度高、重量轻，应用于电子、包装等领域。

夹芯复合材料结构由表层材料和芯材组成，表层材料通常为金属或塑料，芯材通常为泡沫塑料或蜂窝结构。1优点强度高、重量轻、隔热性能好。2应用航空航天、汽车、建筑等领域。3

高分子材料失效分析1目的分析材料失效的原因，并采取措施防止类似失效发生。2方法断裂力学分析、疲劳失效分析、化学分析等。3步骤失效现象观察、失效原因分析、改进措施制定。

断裂力学基础1应力集中材料内部由于几何形状或缺陷的存在而导致的应力局部增大的现象。2裂纹扩展裂纹在应力作用下不断扩展的过程。3断裂韧性材料抵抗裂纹扩展的能力。

断裂模式分类1模式Ⅰ张开型断裂。2模式Ⅱ滑动型断裂。3模式Ⅲ撕裂型断裂。

疲劳失效分析疲劳失效是指材料在循环载荷作用下，由于裂纹的不断扩展而导致失效。疲劳寿命：材料在循环载荷作用下失效的时间。疲劳强度：材料在循环载荷作用下所能承受的最大应力。

高分子材料回收利用热塑性塑料的回收：可以通过熔融、成型等方式进行回收