【摘 要】
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经典材料屈服理论通过引入等温或绝热条件以简化分析弹塑性问题,如特雷斯卡和米塞斯屈服条件等,它们采用应力作为材料屈服的判断准则.当材料变形过程中有明显的机械功和热能
【机 构】
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中南林业科技大学工程流变学湖南省重点实验室,长沙 410004
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经典材料屈服理论通过引入等温或绝热条件以简化分析弹塑性问题,如特雷斯卡和米塞斯屈服条件等,它们采用应力作为材料屈服的判断准则.当材料变形过程中有明显的机械功和热能的转换,或材料本身具有温度敏感性时,应力屈服判断准则不能充分描述材料的不可逆行为而(将)产生较大误差.本文工作通过研制力-位移-温度场实时耦合测试仪器系统,采集高聚物PVC(Polyvinyl Chloride)板材单轴拉伸试样弹-黏塑性变形过程中的位移场、力场和温度场等实验数据,其中温度场采用红外热像仪成像实现采集并进行点、线、面多维分析.实验可观察到PVC试样在单轴拉伸弹黏塑性变形过程中其温度场产生明显的高于室温的变化,而在此之前还经历了一个试样温度低于室温的变温过程,即弹性降温现象.热-力耦合实验数据分析表明:弹性降温现象存在于高聚物板材的弹性变形过程.当材料进入黏塑性变形过程时,温度急剧反转上升.对应地,其应力场变化满足经典屈服准则,即材料的温度场与应力应变场有极强的域耦合性.采用能量密度理论分析阐释试样变形过程中热-力耦合关系,从理论上说明由于PVC材料的应力-应变场与变温场有极强的域耦合性,可以采用非接触式测量材料的温度场变化作为材料屈服的一个判断依据.
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