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聚氨酯弹性体(PU弹性体)广泛应用于密封圈、轮胎、液压软管、震动阻尼器和微电子封装等不同的工业领域,材料的大变形行为和非线性的应力-应变关系等力学行为引起了力学领域的广泛关注,特别是如何通过实验手段来描述弹性体材料的本构关系对工程具有重要的意义。为了研究静动态加载条件以及微纳米尺度下聚氨酯弹性体的力学响应,本文选取了浇注成型的PU弹性体(密度1.2g/cm3,硬度(绍尔A):60±5),对其进行了静动态加载条件以及微纳米尺度下的实验研究,得到了材料准静态和动态加载条件下的本构关系,本文具体工作如下:(1)对聚氨酯弹性体材料进行了准静态单轴压缩试验,研究了聚氨酯弹性体在应变率为10-2/s下的力学行为。实验结果表明:在应变处于0-0.2之间的曲线斜率随着应变增大而减小,而且变化量特别小;而在0.2-0.6之间曲线斜率随着应变增大持续增大,呈现出上凹的特点,表现出了硬化现象;而且整个变形过程始终未出现非弹性行为。选取了Neo-Hookean模型、Mooney-Rivlin模型、Yeoh应变能函数、改进的Mooney-Rivlin模型形式和James-Green-Simpson形式与实验数据进行拟合,最后得到了准静态加载条件下描述PU弹性体材料力学行为的本构方程;(2)对PU弹性体材料进行动态压缩实验,得到了试样在不同应变率(3184.4/s、5159.3/s、7169.9/s)下的应力-应变关系,实验结果表明材料动态力学行为的高度非线性,而且PU弹性体具有应变率敏感性,应变硬化效应也很明显,试件受到了不完全破坏。选取PU弹性体在准静态加载条件下的本构方程,并考虑到应变率效应和非线性,给出了材料在动态加载条件下的本构方程,通过最小二乘法拟合得到PU弹性体的本构参数,最后求得能够描述PU弹性体在准静态和动态加载条件下力学行为的本构方程。(3)考虑到PU弹性体在微纳米领域中的应用,本文采用连续刚度测量方法对PU弹性体试件进行了四种不同应变率(0.01/s、0.03/s、0.05/s、0.1/s)下的纳米压痕实验,通过分析加载和卸载阶段的载荷-位移曲线,求得PU弹性体的弹性模量、硬度和卸载刚度,而且实验结果显示出材料具有压痕应变率敏感性。