关于高分子材料在应力松弛过程中应力－时间关系的研究

指出了Ｍａｘｗｅｌｌ型应力松弛方程的局限性，并分别从高分子材料应力松弛过程的活化能及高分子链间物理交联结构对应力松弛的影响出发，首次推导了高分子科技界及工程界广为公认的形式上带有广因子的应力松弛经验方程．并对其有关参数的物理意义作了分析．在此基础上处理了硬聚氯乙烯在不同介质条件下的应力松弛实验数据，获得了一系列应力松弛参数，证明了对这一体系而言ｔｎ中的ｎ值为０≤ｎ≤１，证明聚氯乙烯高分子链间极性相互作用及部分化学交联对材料的应力松弛有明显的影响．     

高分子材料应力－时间等效性的考察

高分子材料在开发应用过程中常常会涉及到温度场，应力场对制品物理－机械性能的影响等问题．其中有关时－温等效性的问题作者已作过详细的讨论，但应力－时间等效性问题尚未见报导．现从时温等效原理出发，通过表观活化能与外场应力关系，推导出高分子材料应力－时间等效关系式，并运用这一等效关系导出应力松弛、蠕变、体积松弛等关系式．     

应力－温度等效性及WLF方程参数的物理意义

从高分子材料的时间－温度等效、应力－时间等效及应力－温度等效的原理出发，首次对著名的ＷＬＦ半经验方程进行了理论推导并使该方程中经验的Ｃ１．Ｃ２参数得到了具有明确物理意义的表达式．此外还结合３０多种高分子材料的Ｃ１，Ｃ２值讨论了固有活化能△Ｅ．及温敏系数ｒ与材料柔顺性之间的密切关系     

马氏体时效不锈钢片簧抗应力松弛处理及松弛失效寿命预测

对马氏体时效不锈钢片簧的几种抗应力松弛处理（时效、热强弯及电强弯等）工艺进行研究,测绘了不同温度下片簧应力松弛动力学曲线,拟合了这些曲线的动力学方程。结果表明,该钢片簧的应力松弛动力学曲线符合著名的Ｌｉ方程。利用这些方程外推了长时间的应力松弛值,预测了片簧松弛失效寿命。片簧经２００℃,０．５ｈ热强弯处理后能获得最佳的抗应力松弛性能,皇冠尾翼片簧约束下储存１０年后,其挠度损失率小于５％,完全满足设计     

铜合金应力松弛性能及其影响因素的研究

研究去应力退火温度、热强压及喷丸处理对黄铜(H68)和锡磷青铜(QSn615-0.1)片材应力松弛性能的影响。结果表明:获得较高应力松弛稳定性的最佳去应力退火温度:H68为250℃、1h;QSn6.5-0.1为220℃,1h。铜合金应力松弛动力学曲线可用σ~*=[K'ln(t+a_0)+C]~(-n)方程描述,它比Li方程更具代表性和适用性。两种铜合金经120℃、1h热强压处理后,材料内部组织和性能进一步均匀化,因而具有较好的应力松弛稳定性,此时,应力松弛曲线用对数方程:σ=alnt+b描述则更简单。喷丸处理亦能改善铜合金的应力松弛性能。     

HDPE土工膜温度应力及其应力松弛评价

利用弹性理论和粘弹性模型提出了温度应力和温度应力松弛的评价方法.采用拉压传感器、热电偶以及位移计研究了环境温度变化对HDPE土工膜温度应力的影响,以及HDPE土工膜温度应力伴随时间变化的规律.实验结果表明:HDPE土工膜的温度应力伴随环境温度的变化而变化,当环境温度下降时将导致HDPE土工膜收缩产生温度应力;在同一温度条件下,HDPE土工膜发生了温度应力松弛现象.运用提出的评价方法对温度应力及其应力松弛进行了评价,并与模拟试验结果进行了对比,温度应力松弛现象的解析结果与实验趋势一致.所提出的评价方法对HDPE土工膜温度应力及其松弛现象解析具有实际使用价值.     

聚丙烯酸酯核／壳乳液膜的应力松弛

合成了阴离子乳化剂含量不同的５种聚丙烯酸酯核／壳乳液，分别成膜，用岛津ＡＧ－Ａ材料试验机，进行了５种膜的应力松弛试验，求出了应力松弛模量和应力松弛函数，应力松弛函数形式为Ｅ＝Ａｔ＾Ｂ，并讨论了成膜厚度对应力松弛数据的影响。     

不同结构竹浆纱线的应力松弛性能研究

以2个Maxwell并联的四元件模型为基础,利用波尔兹曼叠加原理建立纱线应力松弛变化过程的理论方程,并分别对竹浆紧密纺、赛络纺和喷气涡流纺(MVS)纱线进行应力松弛实验.基于应力松弛理论模型,利用非线性回归拟合法求得纱线应力松弛的回归方程,分析了3种不同结构竹浆纱线的应力松弛机制.实验结果表明,理论值与实测值具有良好的相关性,所用模型可以预测不同结构竹浆纱线的松弛性能.在消耗各纱线断裂伸长30%形变的情况下,竹浆紧密纱应力松弛现象最严重,赛络纱次之,喷气涡流纱最小.     

注塑冷却过程中的应力分析

将热流变简单假设进行推广，建立了热流变简单材料非恒温条件下的基本方程，采用Ｐｒｏｎｇ级数近似表示简单拉伸松弛模量，得到了剪切松弛模量的分析表达式，根据注塑冷却过程的特点，引入合理的简化假设，建立了冷却过程中的应力分析模型，采用有限差分法求解了应力模型，上述方法已经应用于自行开发的注塑模ＣＡＥ商品化软件中，分析结果对于工程问题具有衫价值。     

求解徐变应力问题的初应力法

本文应用松弛系数表示混凝土材料的徐变物理方程,导出了求解徐变应力的“初应力法”。与初应变法相比,初应力法的物理概念清晰,公式较为简单,公式中的弹性——徐变矩阵、应力矩阵、劲度矩阵与弹性状态的矩阵完全相似,只须将其中的弹性模量代之以“松弛弹性模量”。因此可以方便地参考和应用弹性状态的有限单元法公式来编制程序,进行徐变应力分析。     

热塑型聚氨酯弹性体(TPUE)应力松弛过程的研究

文中以加速应力松弛法研究了热塑型聚氨酯弹性体(TPUE)的应力松弛过程,将从TPUE大形变弹性分子理论推导出的单向拉伸应力-应变关系,结合三种承受应力链的键数随时间衰减的动力学方程,建立了应力松弛过程的定量表达式,并以高温和大形变量实验数据对理论进行了验证.以二元回归法求得分子参数α,k,k_3,并进而求得松弛活化能△E_3.     

有机玻璃在不同温度下应力松弛的非线性本构关系研究

将表述有机玻璃中低变率下应力－应变行为的非线性本构理论,扩展扩用到应力松弛状态,给出了应力松弛状态的本构方程。对－２０￣＋６０℃五个不同温度和应变量为３％￣２０％范围内的实验结果进行理论验证,吻合情况良好。     

Inconel 718合金喷丸残余应力场及应力松弛的研究

研究了Inconel 718合金喷丸残余应力场及在500℃、600℃保持过程中残余应力的松弛规律。采用钢丸、玻璃丸组合喷丸后，Inconel718合金表面压应力约为-570MPa，距表面0．1mm处压应力达到最大值约为-790MPa，距表面约0.55mm处压应力接近消失。采用玻璃丸喷丸后，表面压应力约-480MPa，距表面约0．06mm处压应力达到虽大值，约为-740MPa，距表面约0．4mm处压应力接近消失。喷丸后的高温保持过程中，残余应力部分发生松弛，应力松弛的动力学过程满足Zener-Wert-Avrami方程。     

改进的黏弹材料应力松弛模型

为了用较少的参数准确描述粘弹材料的应力松弛实验数据,并且唯象解释松弛速率与应力的幂律关系,用假塑性粘壶与弹簧串联,得到改进的Maxwell模型。改进的Maxwell模型再与弹簧并联,给出改进的Zener模型。取定应变时,可得出松弛速率与应力满足幂律关系。求解本构方程得到它们的应力松弛函数。结果表明,常见的幂律型松弛可视为改进后模型的解,幂律函数的指数与反映材料非线性强弱的参数建立了关系,而Debye型松弛是幂律型松弛的一种极限情况。用给出的松弛函数对聚异丁烯的松弛模量进行了研究,拟合过程简单,准确度较高。     

热处理对TC4合金应力松弛行为的影响

通过应力松弛实验，研究了不同热处理状态对软合金应力松弛行为的影响。结果表明，退火状态的软合金较固熔时效态的试样应力难于松弛，但这种差异随温度的升高而减小。由实验得出的塑性应变速率与应力关系曲线均呈现两段直线，说明在应力松弛变形中存在槛应力，固熔时效态试样应力值要小于退火态。     

各向异性导电胶应力松弛力学行为

对固化后的各向异性导电胶(ACF),利用动态力学分析仪进行了单频和多频温度扫描试验,确定了ACF的玻璃化转变温度,得到玻璃化转变温度与频率的关系式.在不同温度和应变下进行了应力松弛实验,实验发现:在一定(25、80、120 ℃)的温度下,随着应变值的增加,初始应力和在任一时刻的松弛应力都增加;随着温度的提高,应力松弛的松弛率在增加,并且在不同应变下的松弛曲线变得接近;当温度达到玻璃化转变温度附近时,ACF的应力松弛曲线与应变无关.并进行了湿热老化对ACF应力松弛力学行为的实验研究.     

非线性应力作用下裂缝砂岩应力敏感性特征

为了实现和评价变围压应力敏感实验关系转换为变内压应力敏感实验的等效关系，进而获取储层岩石渗透率与地层压力的关系，采用室内实验的方法，针对含微裂缝和人造裂缝的致密砂岩开展了变围压应力敏感实验、变内压应力敏感实验和特殊应力敏感实验；基于变围压实验数据，结合有效应力方程计算得到了实验岩样的渗透率随地层压力的变化关系，并与实验测定结果进行了对比分析。结果表明，计算得到的渗透率大于实验直接测定的渗透率，这种差异源于气体滑脱效应；基于Terzaghi有效应力方程计算的无因次渗透率小于对应变内压实验测定的无因次渗透率；基于非线性有效应力方程计算的无因次渗透率与对应变内压实验的无因次渗透率一致。有效应力和气体滑脱效应影响地层条件下渗透率的确定。     

动态扰动对不同含水率砂岩应力松弛影响的研究

采用课题组自制的岩石松弛-扰动试验装置,研究了不同含水率砂岩的松弛过程动态扰动的影响,测试轴向应力、轴向应变的变化,观察到了砂岩试样在动态扰动后应变增加、应力降低的现象.根据试验数据,分析了松弛稳定后水对砂岩试样应力松弛量和应力松弛度的影响,基于岩石松弛扰动效应的本构方程,得到不同含水率扰动系数在2~6之间.结果表明:(1)由于水的影响作用,松弛稳定后砂岩试样的应力松弛量增加、应力松弛度增大,水对砂岩试样应力松弛衰减的影响作用增强;(2)在相同的冲击扰动能量作用下,含水率高的砂岩试样在动态扰动后应变增加和应力降低的现象更明显,扰动系数随含水率增加而增大.     

关于轴对称问题的应力函数和位移通解

首先对轴对称应力平衡方程入手,推导出一组新的应力函数;其次,再结合物理、几何方程进一步推导出一个有别于Ｍｉｃｈｅｌｌ,Ｌｏｖｅ,Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ及Ｔｉｍｐｅ等等的位移通解。     

粘弹性应力松弛过程的时间标度变换

通过时间标度变换方法,提出了粘弹性应力松弛过程的一个经验公式.对聚合物材料应力松弛过程进行了拟合处理.该方法数学处理简单,且对应力松弛过程给出了很好的描述.