蠕變載荷下有機玻璃銀紋萌生及損傷研究

吳國夫， 朱西平， 高宗戰， 岳珠峰

（西北工業大學力學與土木建筑學院，西安 710072）

國產MDYB-3有機玻璃是目前國內首選的座艙蓋透明材料，在其使用過程中受到載荷、溫度、環境等多種因素共同作用造成的蠕變損傷。銀紋化現象作為有機玻璃等高聚物特有的一種現象，伴隨在有機玻璃斷裂失效的整個過程中，是溝通有機玻璃宏觀失效和微觀機理的橋梁。這樣，深入了解銀紋的萌發機理及銀紋損傷規律就具有重要的理論意義和應用價值，也是實現有機玻璃斷裂失效表征的有效途徑［1～6］。

關于銀紋的萌生機制，國內外學者提出了許多判據，如最大主應力判據、臨界應變判據、主應力差判據、等效剪切應力判據等，這些判據主要集中在材料的局部應力和應變方面［7］。Bucknall回顧了高聚物銀紋萌生判據的優缺點，基于線彈性斷裂力學，提出了新的銀紋萌生判據［8］。Estevez R等模擬了玻璃態高聚物銀紋和剪切屈服的主導因素，對玻璃態聚合物的銀紋化過程進行了數值模擬分析［9］。Saad-Gouider校準了Estevez R給出模型的參數，提出了粘塑性區域在連續變形時同時考慮屈服軟化和硬化的粘彈性本構關系［10］。羅文波對有機玻璃試樣進行了拉伸蠕變實驗，采用光學技術定量研究了銀紋損傷為主的蠕變損傷，給出了銀紋萌生的時間-應力包絡線，并通過理論分析，得到了銀紋損傷演化方程［11，12］。Jie等提出了帶狀銀紋模型，通過對實驗數據進行擬合，得到銀紋應力與裂紋擴展速率的關系［13］。賈敬華等通過實驗得到了MDYB-3有機玻璃等幅疲勞擴展規律和疲勞裂紋擴展門檻值［14］。……