含缺陷聚合物熱力耦合效應(yīng)數(shù)值模擬.pdf

1、聚合物在工業(yè)界應(yīng)用廣泛，其材料和結(jié)構(gòu)在其生產(chǎn)制造和使用過(guò)程中，往往會(huì)因出現(xiàn)裂紋、空穴、空洞以及位錯(cuò)、夾雜和界面損傷等各種缺陷而成為含缺陷物體。含缺陷物體在其破壞過(guò)程中，能量的耗散是以塑性變形功、形成斷面的表面能及損傷能等多種形式進(jìn)行的，其中塑性變形功又主要以熱的形式耗散，從而在缺陷局部形成溫度場(chǎng)，而這種溫度場(chǎng)的變化某種程度上反映了缺陷的演化。因此，開(kāi)展工程聚合物變形、破壞以及時(shí)間相依性等非線性力學(xué)行為及其實(shí)驗(yàn)研究，探討聚合物破壞過(guò)程中的

2、熱力耦合效應(yīng)，建立含缺陷演化的宏觀破壞模型與非線性流變響應(yīng)方程，對(duì)工程聚合物的耐久性、長(zhǎng)期使用壽命進(jìn)行估計(jì)，具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值，為聚合物及其復(fù)合材料的改性、實(shí)現(xiàn)聚合物的工程化與高性能化提供重要的理論依據(jù)。
　　 本文首先綜合運(yùn)用彈塑性力學(xué)，損傷力學(xué)，斷裂力學(xué)等相關(guān)理論，給出了含缺陷聚合物應(yīng)力應(yīng)變的計(jì)算方法，并對(duì)含小縫聚合物以及含小孔聚合物進(jìn)行模擬分析，給出了第一至第四強(qiáng)度理論相應(yīng)的相當(dāng)應(yīng)力云圖。通過(guò)和實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果相比較

3、，發(fā)現(xiàn)第四強(qiáng)度理論更符合實(shí)際，為后續(xù)的溫度場(chǎng)計(jì)算打下了基礎(chǔ)。
　　 其次對(duì)聚合物缺陷附近塑性區(qū)進(jìn)行分析，得到了含缺陷聚合物裂尖塑性區(qū)模型，并對(duì)含圓孔缺陷高聚物以及含小縫缺陷高聚物進(jìn)行了缺陷附近塑性區(qū)模擬，得出了缺陷附近塑性剪切應(yīng)變率變化圖。模擬結(jié)果表明含缺陷聚合物裂尖塑性區(qū)形狀介于第二應(yīng)力云圖和Mises應(yīng)力云圖之間。
　　 最后對(duì)含缺陷聚合物的變形過(guò)程和能量轉(zhuǎn)換之間關(guān)系進(jìn)行分析，并仔細(xì)分析聚合物的熱動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，對(duì)含缺陷