基于分子链结构的非晶态高聚物变形规律

本研究拟通过对不同取向结构的非晶态高分子材料多轴应力试验，研究其在多轴应力作用下的屈服、银纹化、断裂等宏观变形规律；利用环境扫描电子显微镜和高分辨率透射电镜研究高分子材料的微观变形机制，研究高分子链取向在多轴应力作用下的演变规律以及银纹化机制；根据化学能和数值模拟等方法研究确定分子链或分子链束的基本变形特性；在此基础上，基于分子链的分布规律从理论上给出一个适合高分子材料多轴应力作用下的变形理论。该研究具有非常好的应用背景和理论意义，不但可以解决高分子材料的屈服变形规律和破坏准则，而且对高分子材料优化设计以及成形分析具有显著的应用价值。

摘要：课题分别研究了PC和PC/ABS高分子材料的蠕变特性，给出了一个蠕变模型，并利用该模型将短期蠕变试验结果外推出长时蠕变特性；研究了橡胶双向拉伸应力作用下的变形特性，得出对所研究橡胶材料可以利用Von Mises准则将多向应力状态等效为单向应力状态；研究了高分子材料PC/ABS的微动疲劳特性，得到了预拉力，压力和微动位移对疲劳寿命的影响；进行了泡沫材料弹性模量与密度的关系模拟计算，得出壳单元只适合相对密度小于0.2的情况，对于相对密度较大的情况，实体单元给出的结果较可靠；进行了泡沫铝的疲劳拉伸实验研究，给出了包含泡沫孔径分布特征参数的疲劳寿命曲线。