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高聚物是比较典型的粘弹性材料,其力学性能依赖于温度、负荷时间、加载速率和应变幅值等条件。其中,温度和时间的影响尤其明显。高聚物及其复合材料正越来越广泛地应用于各种工程结构中,其非线性黏弹行为是必须考虑的因素,而根据时间—温度—应力等效原理,常温低应力条件下的长期非线性力学行为可以等效为高温高应力条件下短期非线性力学行为来进行研究。 本文以高分子物理学、含缺陷流变性物体的材料破坏理论为基础,以实验为手段,以工程中常用的PMMA为研究对象,对PMMA银纹损伤的时间—温度—应力相关行为进行了研究。作者从微力学角度出发建立了银纹的损伤模型,对PMMA试件不同温度、不同加载时间和加载应力条件下银纹的引发和演化规律进行了实验研究和理论分析,得到了PMMA材料银纹引发和演化的一般模型;依据时间—温度—应力等效原理,建立了PMMA材料银纹损伤时间—温度—应力等效的WLF方程,根据实验结果确定了方程中的参数;运用研究结果模拟了银纹损伤的演化,并用实验结果进行了验证。具体地, 1、在不同温度下进行PMMA银纹损伤引发观测,讨论了银纹损伤引发的温度相关性;探讨了特定温度下PMMA银纹损伤引发的应力和加载时间相关性,为高聚物材料的损伤和使用寿命的研究提供了良好的基础。 2、从微观角度提出了银纹微纤承载和断裂理论,定义了银纹损伤的一般模型。对实验结果进行理论分析,得到了不同温度条件和应力水平的PMMA银纹损伤演化方程。 3、依据时间—温度等效原理,探讨了PMMA银纹损伤的时间—温度—损伤等效性,得到了PMMA材料银纹损伤温度相关性的WLF方程,根据实验结果求出了其中的参数。 4、依据时间—应力等效原理,探讨了PMMA银纹损伤的时间—应力—损伤等效性,得到了PMMA材料银纹损伤应力相关性的WLF方程,根据实验结果求出了其中的参数。 5、依据时间—温度—应力等效原理,探讨了WLF方程联合移位因子分步移位的可行性。建立了PMMA材料银纹损伤时间—温度—应力等效的WLF方程,求出了其中的参数。根据所得结论对PMMA银纹损伤演化进行了数值模拟,并与实验数据进行了比较,验证了结论的正确性。