聚碳酸酯(PC)广泛应用于机械、交通、建筑等领域。作为典型的黏弹性材料,它的非线性黏弹性行为与流变损伤特性对其力学性能设计与结构优化、安全性能评估与服役寿命预测具有重要的理论意义与研究价值,长期以来,受到了材料与力学研究者的广泛关注。1、理想蠕变是阶跃应力作用下的应变响应,实际蠕变试验中,应力不能瞬时达到预设值,达到预设恒定值前的斜坡加载时间为有限斜坡时间,它会对蠕变行为产生影响。本文基于Findley模型,通过数值模拟,考察有限斜坡时间对黏弹性材料蠕变行为的影响。结果表明,在应力低于临界值时,Findley模型用于描述线性黏弹性行为,有限斜坡时间越长,相应的蠕变曲线与理想蠕变曲线的差别越大,这种差别在蠕变初期体现尤其明显,随着蠕变时间的延长,差别越来越小,蠕变时间为有限斜坡时间的10倍时,有限斜坡时间引起的误差为蠕变初始时刻的十分之一左右。当应力高于临界值时,Findley模型描述非线性黏弹性行为,此时有限斜坡时间在蠕变初期引起的误差更大。然后,对PC进行短期蠕变试验,探讨了有限斜坡时间对PC蠕变行为的影响,试验结果验证了数值模拟的有效性。最后,根据黏弹性材料的时间相关性、载荷历史相关性和“记忆效应”,从理论上对有限斜坡时间的影响规律进行了解释。2、考察了热氧老化温度和应变率对PC非线性黏弹性行为的影响。对不同温度下经历12h热氧老化的PC材料进行多种加载历程下的力学试验与分析。结果表明:(1)PC的应力-应变行为具有明显的“应变软化”、“颈缩”和“应变硬化”特征;(2)升高热氧老化温度和增大应变率,均会使PC的屈服应力增大;(3)在多步蠕变和多步应力松弛加载历程下,随承载时间的增加,老化给材料带来的影响得以体现,热氧老化温度越高,PC材料的抗蠕变能力越强。3、借助声发射(AE)技术研究了PC的流变损伤特性。研究表明:PC在拉伸破坏过程中,声发射信号总量较少,但遵循一定的发展规律。拉伸初始阶段,几乎无AE信号产生,即处于无损阶段;随着载荷的增加,AE信号逐渐释放出来;临近屈服时,信号出现密集度较高;屈服之后,在应变软化和颈缩过程中,几乎没有AE信号出现,这与分子链只发生相对伸长有关;随着材料进一步拉伸,AE信号迅速累积,这与裂纹萌生,分子链发生断裂有关。不同应变率下的AE行为有些许不同,应变率越大,AE信号出现的越少,这是由于黏弹性材料的损伤具有流变特性,微裂纹等损伤的引发和生长均需要一定的孕育时间,应变率大时对应的拉伸加载时间短,材料中微损伤来不及孕育形成便因强度不够而发生断裂,仅在断裂前出现密集AE信号。