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(zhàn)， 岳珠峰

（西北工業(yè)大學(xué)力學(xué)與土木建筑學(xué)院，西安 710072）

國產(chǎn)MDYB-3有機玻璃是目前國內(nèi)首選的座艙蓋透明材料，在其使用過程中受到載荷、溫度、環(huán)境等多種因素共同作用造成的蠕變損傷。銀紋化現(xiàn)象作為有機玻璃等高聚物特有的一種現(xiàn)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(fā)機理及銀紋損傷規(guī)律就具有重要的理論意義和應(yīng)用價值，也是實現(xiàn)有機玻璃斷裂失效表征的有效途徑［1～6］。

關(guān)于銀紋的萌生機制，國內(nèi)外學(xué)者提出了許多判據(jù)，如最大主應(yīng)力判據(jù)、臨界應(yīng)變判據(jù)、主應(yīng)力差判據(jù)、等效剪切應(yīng)力判據(jù)等，這些判據(jù)主要集中在材料的局部應(yīng)力和應(yīng)變方面［7］。Bucknall回顧了高聚物銀紋萌生判據(jù)的優(yōu)缺點，基于線彈性斷裂力學(xué)，提出了新的銀紋萌生判據(jù)［8］。Estevez R等模擬了玻璃態(tài)高聚物銀紋和剪切屈服的主導(dǎo)因素，對玻璃態(tài)聚合物的銀紋化過程進行了數(shù)值模擬分析［9］。Saad-Gouider校準了Estevez R給出模型的參數(shù)，提出了粘塑性區(qū)域在連續(xù)變形時同時考慮屈服軟化和硬化的粘彈性本構(gòu)關(guān)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(xué)技術(shù)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(yīng)力包絡(luò)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(shù)據(jù)進行擬合，得到銀紋應(yīng)力與裂紋擴展速率的關(guān)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(guī)律和疲勞裂紋擴展門檻值［14］?！?br>