不同加載應變率下有機玻璃的壓縮破壞與力學行為

管公順， 王少恒， 成方圓

(哈爾濱工業大學航天學院航天工程系，哈爾濱 150080)

有機玻璃(PMMA)是一種高分子聚合物，具有密度小、透光率高及熱塑性好等特點［1，2］，該材料已被廣泛應用于航空及汽車工業領域［3，4］。近年來，隨著有機玻璃應用范圍的不斷擴大，對不同加載條件下有機玻璃的力學響應及其本構關系的研究已受到普遍重視［5，6］。Rittel等［7］對含有缺口的有機玻璃材料U型盤試件進行了動態壓縮試驗，得出了有機玻璃材料動態裂紋的產生與缺口處微裂紋成核有關的結論。Forquin等［8］研究了側面被銅和鋁合金包裹的圓柱形有機玻璃試件受到軸向壓縮時的破壞行為，指出側向受限有機玻璃的壓縮強度對加載應變率具有較高的敏感性。周君等［9］對有機玻璃在純I型和純II型加載條件下的動態斷裂行為進行了研究，結果表明，有機玻璃純I型和純II型斷裂韌度隨加載速率的增加而增大。另外，朱兆祥、王禮立等［10，11］提出了能夠很好地描述有機玻璃材料在較寬加載應變率范圍內的應力應變關系。為使有機玻璃材料的應用更加有效，有必要對其在不同載荷作用下的破壞行為及力學性能進行深入研究。本工作利用INSTRON萬能材料試驗機和分離式Hopkinson壓桿設備對圓柱形有機玻璃材料試件進行了準靜態和動態壓縮試驗，研究了有機玻璃在準靜態和動態加載條件下的應力應變關系，同時利用掃描電子顯微鏡對不同加載應變率下有機玻璃的微觀失效模式進行對比分析。……