高物讲义提纲-第七-第八章-PDF

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第七章 聚合物的屈服和断裂

7.1 聚合物的拉伸行为

力学性质的基本物理量

当材料在外力作用下,材料的几何形状和尺寸就要发生变化,这种变化称为应变(strain)。此时材料内部发生相对位移,产生了附加的内力抵抗外力,在达到平衡时,附加内力和外力大小相等,方向相反。定义单位面积上的附加内力为应力(stress)。有三种基本的受力-变形方式(图7-1):

(1)简单拉伸(stretch or tensile)

张应力

l l0 lF

,张应变 A0l0l0

杨氏模量E

1

,拉伸柔量D E

(2)简单剪切(shear) 切应力 s

F

,切应变r tg (当足够小时) A0

切变模量G

s1,切变柔量J rG

V

V0

(3)简单压缩

围压力P,压缩应变:

本体模量B

P

,本体柔量(压缩率)K 1/B

V/V0

有四个材料常数最重要,它们是E,G,B和 。 是泊松比,定义为在拉伸试验中,材料横向单位宽度的减小与纵向单位长度的增加的比值,即

m/m0

l/l0

没有体积变化时, =0.5(例如橡胶),大多数材料体积膨胀, <0.5。 四个材料常数已知两个就可以从下式计算另外两个。 E=2G(1+ )=3B(1-2 )

工程上表征材料力学性能的物理量主要有:

(1) 拉伸(抗张)强度:在规定的试验温度、湿度和试验速度下,在标准试样上沿轴向施

加拉伸载荷,直到试样被拉断为止,断裂前试样承受的最大载荷P与试样的宽度b和厚度d的乘积的比值。

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