毛竹纤维细胞壁的黏弹性力学性能研究

发布时间：2024-03-08 18:11

　　以毛竹纤维细胞壁(BFCW)为研究对象,运用纳米压痕技术对BFCW的蠕变性能和松弛性能进行了研究。通过设计不同的加载方式,得到了纳米压痕的载荷与压入深度的关系曲线;通过拟合不同应变率的实验结果数据,计算得出了BFCW的蠕变应力指数。研究了BFCW在不同压入深度、加载速率、保载时间下的松弛行为,分析了不同的载荷、加载速率、保载时间对BFCW蠕变行为的影响。结果表明:BFCW纵向和横向具有不同的力学性质,在纵向表现出更明显的松弛特性和更强的抗蠕变变形能力;BFCW的蠕变行为随着压入载荷的增大愈加明显,表现为蠕变位移和蠕变速率增大;BFCW纵向的压入深度和蠕变位移量均比横向的小,在最大压入载荷为15mN时,其差值分别达到了24.96%和32.25%;BFCW的松弛模量、载荷松弛量与压入深度呈正比;BFCW纵向的松弛能力比横向的强,在加载速率为50nm/s时纵向载荷松弛量较横向高34.58%。

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

图6不同保载时间下的压入深度-时间曲线

为了探究保载时间对蠕变行为的影响，实验设置最大载荷均为15mN，加载速率为0.3mN/s，保载时间分别设置为120s、180s、300s、420s。图6为在不同保载时间内BFCW纵向和横向的压入深度随时间变化的曲线。由图可知，随着保载时间的增大，BFCW的蠕变位移按照相同的路径和....

图7应变率随压入深度的变化曲线

在此次应变率跳跃实验中，应变率分别设置为0.3/s、0.208/s、0.144/s和0.1/s。图7为在应变率跳跃实验中应变率随压入深度的变化曲线。从图中可以看出，当压头到达指定深度后，深度每增加100nm应变率会发生一次跳跃。当每一次应变率突然发生改变时，加载曲线展示出瞬态行为....

图8松弛实验不同压入深度的加载路径

图8为实验中压入深度的加载过程，设置加载时间为20s，载荷加载到最大时保载2min。BFCW在不同的最大压入深度下的载荷松弛曲线如图9所示，在三种不同的压入深度下选取一条典型的载荷-时间曲线相比较。从图中可以看出，随着压入深度的增加，松弛初期载荷都展现出快速降低的趋势，BFCW的....

图10不同保载时间下的载荷松弛曲线

BFCW的载荷松弛曲线如图10所示。从图中可知，BFCW的载荷随着保载时间的增长以相似的路径和趋势减小，松弛逐渐趋于稳定状态。当保载时间达到600s时，BFCW纵向载荷减小6.51mN，横向载荷减小2.86mN，纵向载荷松弛量约为横向的2.28倍，这说明BFCW纵向较横向具有....

本文编号：3922191