塑料是粘弹性材料,如果长期在恒定的各种外力作用下(包括拉伸、压缩、弯曲等),即使外力低于材料的弹性极限,分子链也会发生取向滑移和重新排列,使材料产生弹性及塑性混合变形,并形成长期静负载的应力-应变特性。根据不同作用力的形式,塑料蠕变特性可分为拉伸蠕变、压缩蠕变和弯曲蠕变。本节主要介绍拉伸蠕变特性,其主要应变行为有三种形式,包括蠕变性、应力松弛和蠕变回复,如图5-14所示。
图5-14a所示为材料在适当的温度下受长期静态恒定力作用时,随着作用时间的增加,其形变也会逐渐增加,如果它受拉伸力则会自动伸长,当形变达到一定程度后,制品就不能使用了,这种现象称为蠕变现象。
图5-14b所示为材料在长期静载作用下,如果保持应变不变,则原作用应力会随作用时间延长自动下降,该现象称为应力松弛。
图5-14c所示为当材料在蠕变过程中停止加负载(卸载)后原变形量会发生部分回复现象,如图5-14c中的t1即为卸载后形变中弹性变形部分回复,使应变下降,而形变中塑性变形部分则保留不再回复。这种现象称为蠕变回复。(www.xing528.com)
所有的塑料在适当的温度和应力条件下都会发生蠕变现象,在制品实际工作中上述现象也可能伴随发生。蠕变会导致尺寸变化、蠕变断裂和屈服变形,应力松弛会破坏制品配合精度或密封性等,导致制品失效。
蠕变是塑料在长期静载作用力下必然要发生的形变,只不过是不同的塑料及制品在不同的工作条件下蠕变过程进展的快慢和程度不同而已。抗蠕变性差的材料,制品不到使用寿命期即蠕变破坏了。有些蠕变速率慢的材料,即使制品超过使用寿命期,也还未发生破坏。前一种蠕变是不允许的,而后一种蠕变则是许可的。因此,就提出了一项任务,要测定不同材料在不同应力、温度条件下的抗蠕变性,并对制品进行蠕变计算和使用寿命预测。
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