以上分析可知，有不少可描述有機(jī)高分子材料非線性粘彈性力學(xué)行為的本構(gòu)模型，但有關(guān)硅烷改性聚氨酯密封膠材料非線性粘彈性力學(xué)特點(diǎn)的本構(gòu)模型描述還沒有研究。通過修模型來進(jìn)行材料的本構(gòu)描述屢見不鮮，但都是用來描述金屬材料的。利用Johnson-Cook模型可以描述金屬材料在高溫和不同應(yīng)變率的大變形條件下的應(yīng)力一應(yīng)變響應(yīng)特點(diǎn)，對(duì)模型進(jìn)行逐步的修改和完善，有望構(gòu)建可描述硅烷改性聚氨酯密封膠材料非線性粘彈性力學(xué)行為的本構(gòu)模型。
本文以硅烷改性聚氨酯密封膠材料為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行溫度掃描測(cè)試，并在不同影響因素條件下進(jìn)行了單軸拉伸和循環(huán)加載試驗(yàn)。根據(jù)材料非線性粘彈性的力學(xué)行為，提出了一種新的現(xiàn)象學(xué)本構(gòu)模型，利用該非線性粘彈性本構(gòu)模型對(duì)其進(jìn)行力學(xué)行為描述。具體研究?jī)?nèi)容主要有:
(1)恒定頻率下的溫度掃描試驗(yàn)。研究了聚氨酯密封膠材料儲(chǔ)存模量、損耗模量和損耗因子隨溫度的變化情況，并確定材料的物性狀態(tài)以及玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
(2)試驗(yàn)分析溫度和加載速率對(duì)其力學(xué)性能的影響。不同溫度和不同加載速率下的單軸強(qiáng)度測(cè)試。研究了聚氨酯密封膠材料力學(xué)性能的溫度相關(guān)性以及溫度對(duì)聚氨酯密封膠材料率相關(guān)性和率無關(guān)性的影響。
(3)試驗(yàn)分析吸濕度和加載速率對(duì)其力學(xué)性能的影響。不同吸濕度和不同加載速率下的單軸強(qiáng)度測(cè)試。對(duì)聚氨酯密封膠材料進(jìn)行吸濕試驗(yàn)，探究了吸濕度的影響因素。研究了聚氨酯密封膠材料力學(xué)性能受吸濕度的影響。
(4)試驗(yàn)分析不同加載歷史和溫度對(duì)其循環(huán)加載行為的影響。不同溫度下的單軸平均應(yīng)變分步增大控制和平均應(yīng)變分步減小控制的循環(huán)載荷試驗(yàn)。研究了溫度和循環(huán)加載歷史對(duì)聚氨酯密封膠材料的力學(xué)性能影響。
(5)基于Johnson-Cook模型，提出了一個(gè)可描述溫度和應(yīng)變率相關(guān)的非線性粘彈性本構(gòu)模型。并由試驗(yàn)結(jié)果確定了模型參數(shù)和材料系數(shù)，模型的計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，分析了模型預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
(6)基于新的非線性粘彈性本構(gòu)模型，并重新調(diào)整模型參數(shù)，建立吸濕度和應(yīng)變率相關(guān)的非線性粘彈性本構(gòu)模型。研究硅烷改性聚氨酯密封膠在吸濕度和應(yīng)變率影響下的力學(xué)行為。模型計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，分析模型預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
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