玻璃态材料非线性流变:简化的Maxwell模型
发布时间：2021-10-11 18:20
玻璃态材料在不同的加载条件下,其力学行为表现出很大的差异性.该文提出了一个简化的Maxwell模型结合速率方程,研究了应变率、温度和老化时间对自由体积缺陷演化控制的玻璃态材料非线性力学响应的影响.研究表明,一定范围内应变率越大、温度越低、老化时间越长,应力峰值越大,且应力峰值和临界应变对于老化时间具有对数依赖性.这些结论与前人分子动力学模拟得到的结果相一致.
【文章来源】：应用数学和力学. 2019,40(01)北大核心CSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
应力峰值和老化时间的对数拟合直线图(a)温度固定，不同应变率(b)应变率固定
(a)温度固定，不同应变率(b)应变率固定，不同温度(a)Atvariousstrainratesandafixedtemperature(b)Atvarioustemperaturesandafixedstrainrate图8临界应变和老化时间的对数拟合直线图Fig．8Linearlogarithmicfittingofcriticalstrainvs．agingtimecurves图8(a)所示的是温度一定，不同应变率下，临界应变随老化时间增加的拟合直线．横坐标为老化时间的对数值．可以看出，在3种应变率不同的加载情况下，临界应变和老化时间的对数值都呈现线性关系．温度一定，应变率越高，直线的斜率越大，说明在高的应变率下，老化时间对于临界应变的影响表现得更加明显．图8(b)表示的是在应变率固定不变，不同温度的情况下，临界应变随老化时间增加的拟合直线．可以看出图8(b)和图8(a)是相似的．在3种温度不同的加载条件下，临界应变和老化时间的对数也都满足线性关系．综合图8(a)和图8(b)，可以得出:改变应变率和温度的任一条件，临界应变和老化时间都会满足对数关系．在一定范围内，应变率越高，温度越低，临界应变随老化时间的增加而增长得越大，也就是老化时间对于临界应变的影响表现得越明显．下面对不同加载条件下玻璃态材料表现出不同力学响应这一现象进行分析．在流变学中，有一个无量纲数———Deborah(德博拉)数De，可以用来表征玻璃态材料的流动行为．Deborah数De定义为两个时间尺度的比值:De=tint/tobs，(13)tint表示系统在外载作用下从一个状态转变到另一个平衡状态的内在特征弛豫时间，tobs表示实验观察或者计算机模拟的时间尺度．当De?1时，玻璃态材料表现出类液(liquid-like)
变)与应变率、温度以及老化时间之间的关系做一些分析和讨论，然后对玻璃态材料在不同加载条件下的变形机制做一个简单的分析．3．1应力峰值(a)不同温度下，应力峰值随应变率(b)不同应变率下，应力峰值随温度增加的变化曲线图增加的变化曲线图(a)Thepeakstressvs．strainratecurves(b)Thepeakstressvs．temperaturecurvesatvarioustemperaturesatvariousstrainrates图5应力峰值的变化Fig．5Thechangesofpeakstress图5(a)所示的是不同温度下，应力峰值与应变率之间的关系．从图中可以看出，在一定范围内，温度一定时，应变率越大，应力峰值越大．温度越低，曲线的倾斜程度越大，说明温度越低，应力峰值随应变率的增加而增长得越快．也就是说，温度比较低时，应变率对于应力峰值的影响表现得更加明显．图5(b)表示的是不同应变率下，应力峰值与温度之间的关系．可以看出，在一定范围内，应变率一定时，温度越大，应力峰值越小．应变率越高，曲线的倾斜程度越大，说明应变率越高，应力峰值随温度的增加而下降得越快．也就是说，应变率比较高时，温度对于应力峰值的影响表现得更加明显．(a)温度固定，不同应变率(b)应变率固定，不同温度(a)Atvariousstrainratesandafixedtemperature(b)Atvarioustemperaturesandafixedstrainrate图6应力峰值和老化时间的对数拟合直线图Fig．6Linearlogarithmicfittingofpeakstressvs．agingtimecurves图6(a)表示的是在温度固定不变，不同应变率的情况下，应力峰值随老化时间增加的拟41玻璃态材料非线性流变:简化的Maxwell模型
本文编号：3431025
【文章来源】：应用数学和力学. 2019,40(01)北大核心CSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
应力峰值和老化时间的对数拟合直线图(a)温度固定，不同应变率(b)应变率固定
(a)温度固定，不同应变率(b)应变率固定，不同温度(a)Atvariousstrainratesandafixedtemperature(b)Atvarioustemperaturesandafixedstrainrate图8临界应变和老化时间的对数拟合直线图Fig．8Linearlogarithmicfittingofcriticalstrainvs．agingtimecurves图8(a)所示的是温度一定，不同应变率下，临界应变随老化时间增加的拟合直线．横坐标为老化时间的对数值．可以看出，在3种应变率不同的加载情况下，临界应变和老化时间的对数值都呈现线性关系．温度一定，应变率越高，直线的斜率越大，说明在高的应变率下，老化时间对于临界应变的影响表现得更加明显．图8(b)表示的是在应变率固定不变，不同温度的情况下，临界应变随老化时间增加的拟合直线．可以看出图8(b)和图8(a)是相似的．在3种温度不同的加载条件下，临界应变和老化时间的对数也都满足线性关系．综合图8(a)和图8(b)，可以得出:改变应变率和温度的任一条件，临界应变和老化时间都会满足对数关系．在一定范围内，应变率越高，温度越低，临界应变随老化时间的增加而增长得越大，也就是老化时间对于临界应变的影响表现得越明显．下面对不同加载条件下玻璃态材料表现出不同力学响应这一现象进行分析．在流变学中，有一个无量纲数———Deborah(德博拉)数De，可以用来表征玻璃态材料的流动行为．Deborah数De定义为两个时间尺度的比值:De=tint/tobs，(13)tint表示系统在外载作用下从一个状态转变到另一个平衡状态的内在特征弛豫时间，tobs表示实验观察或者计算机模拟的时间尺度．当De?1时，玻璃态材料表现出类液(liquid-like)
变)与应变率、温度以及老化时间之间的关系做一些分析和讨论，然后对玻璃态材料在不同加载条件下的变形机制做一个简单的分析．3．1应力峰值(a)不同温度下，应力峰值随应变率(b)不同应变率下，应力峰值随温度增加的变化曲线图增加的变化曲线图(a)Thepeakstressvs．strainratecurves(b)Thepeakstressvs．temperaturecurvesatvarioustemperaturesatvariousstrainrates图5应力峰值的变化Fig．5Thechangesofpeakstress图5(a)所示的是不同温度下，应力峰值与应变率之间的关系．从图中可以看出，在一定范围内，温度一定时，应变率越大，应力峰值越大．温度越低，曲线的倾斜程度越大，说明温度越低，应力峰值随应变率的增加而增长得越快．也就是说，温度比较低时，应变率对于应力峰值的影响表现得更加明显．图5(b)表示的是不同应变率下，应力峰值与温度之间的关系．可以看出，在一定范围内，应变率一定时，温度越大，应力峰值越小．应变率越高，曲线的倾斜程度越大，说明应变率越高，应力峰值随温度的增加而下降得越快．也就是说，应变率比较高时，温度对于应力峰值的影响表现得更加明显．(a)温度固定，不同应变率(b)应变率固定，不同温度(a)Atvariousstrainratesandafixedtemperature(b)Atvarioustemperaturesandafixedstrainrate图6应力峰值和老化时间的对数拟合直线图Fig．6Linearlogarithmicfittingofpeakstressvs．agingtimecurves图6(a)表示的是在温度固定不变，不同应变率的情况下，应力峰值随老化时间增加的拟41玻璃态材料非线性流变:简化的Maxwell模型
本文编号：3431025
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