高分子物理82課件

聚合物的強度及格理非斯斷裂理論主要內(nèi)容：聚合物的強度聚合物的斷裂形式格理非斯斷裂理論本講重點及要求：掌握聚合物的強度及格理非斯斷裂理論。教學目的：了解材料的破壞形式和理論，指導材料的制備和使用。8.3聚合物的斷裂與強度強度是指物質(zhì)抵抗破壞的能力張應力拉伸強度彎曲力矩抗彎強度壓應力壓縮強度拉伸模量彎曲模量硬度如何區(qū)分斷裂形式？——關鍵看屈服屈服前斷脆性斷裂屈服后斷韌性斷裂8.3.1脆性斷裂與韌性斷裂脆性斷裂屈服前斷裂無塑性流動表面光滑張應力分量韌性斷裂屈服后斷裂有塑性流動表面粗糙切應力分量相比于脆性斷裂，韌性斷裂的斷裂面較為 斷裂伸長率較

試樣發(fā)生脆性或者韌性斷裂與材料組成有關，除此之外，同一材料是發(fā)生脆性或韌性斷裂還與溫度T和拉伸速度有關。光滑大小粗糙在斷裂時三種方式兼而有之，通常聚合物理論斷裂強度在幾千MPa，而實際只有幾十Mpa。WHY？e.g.PA,60MPaPPO,70MPa理論值與實驗結(jié)果相差原因樣條存在缺陷應力集中polymerbasedconcretecontainingsphericalinorganicparticlesfatiguefracturesurfaceComparingofbrittleandductilefractures（分析判斷）

脆性斷裂

韌性斷裂屈服-線b斷裂能斷裂表面斷裂原因無有無有線性非線性線性非線性小大小大小大小大平滑粗糙平滑粗糙發(fā)向應力剪切應力發(fā)向應力剪切應力脆韌轉(zhuǎn)變溫度TbTbisalsocalledbrittletemperature.Brittleductiletransition脆韌轉(zhuǎn)變——脆化溫度，脆化點在一定速率下（不同溫度）測定的斷裂應力和屈服應力，作斷裂應力和屈服應力隨溫度的變化曲線斷裂應力和屈服應力誰對應變速率更敏感？Application對材料一般使用溫度為哪一段？——T>TbTb越低材料韌性越好差Tb~TgTf~TdThreestatesTg~TfExample–PC聚碳酸酯Tg=150°CTb=-20°C室溫下易不易碎？Acrylic-PMMATheinfluenceonTb（1）增加應變速率，脆化溫度如何變化？（2）存在缺口，形成應力集中，趨向于脆性，脆化溫度升高。8.3.2Griffithcracktheory斷裂理論為什么材料的實際強度遠遠低于理論強度？存在缺陷為什么在缺陷處斷裂？缺陷處應力集中缺陷處應力多大？Griffiththeory公式表達對圓形，a=b對橢圓，a增加，b減小劇烈——最終結(jié)果就是斷裂打破沙鍋問到底問=紋Griffithcracktheory斷裂理論——討論什么時候裂紋開始擴展E-彈性模量Gc-拉伸過程中材料所吸收的能量a-裂縫長度的一半裂縫擴展的臨界應力Griffith從能量平衡的觀點分析斷裂過程，結(jié)果：臨界應力強度K1c和應力強度因子K1Criticalstressintensity

KIcStressintensityfactor

K1E-彈性模量Gc-拉伸過程中材料所吸收的能量——為裂紋擴展阻力——為裂紋擴展動力力越強，大；裂縫越長，a越大Exercise現(xiàn)有一塊有機玻璃(PMMA)板，內(nèi)有長度為10mm的中心裂紋，該板受到一個均勻的拉伸應力=450*106N/m2的作用力。已知該材料的臨界應力強度因子KIc=84.7*106N/m