塑料件的失效PDF电子书下载

第一章 概述 1

1.1 失效的分析和预测 1

1.1.1 失效分析 1

1.1.2 固态高聚物 2

1.2 力学失效现象 4

1.3 弹性模量 7

1.3.1 模量和测量 7

1.3.2 影响弹性模量的因素 9

1.4 断裂力学 11

1.4.1 断裂的能量分析 11

1.4.2.1 恒定负载 12

1.4.2 裂纹板模式 12

1.4.2.2 恒定变形 14

1.4.3 裂纹尖附近的应力 15

1.4.4 应力强度因子K1计算 15

1.4.5 J积分 17

参考文献 19

第二章 屈服特性 20

2.1 各向同性高聚物的屈服特性 20

2.1.1 应力-应变曲线 20

2.1.2 屈服标准和静压的影响 22

2.1.3 温度和应变速率对屈服点的影响 24

2.2 各种形态和分子结构下的屈服特性 26

2.2.1 无定形聚合物和结晶型聚合物 26

2.2.2 取向聚合物 28

2.3.1 颈缩和冷拉 30

2.3.1.1 颈缩 30

2.3 屈服失效 30

2.3.1.2 冷拉 31

2.3.2 银纹 32

参考文献 34

第三章 冲击与断裂 35

3.1 冲击试验 35

3.1.1 摆锤式 35

3.1.2 落锤式 37

3.1.3 拉伸冲击 39

3.2 影响冲击性能的因素 39

3.2.2 试样缺口与应力集中因子 40

3.2.1 试样和试验的影响 40

3.2.3 温度的影响 42

3.2.4 冲击速度的影响 43

3.2.5 取向的影响 43

3.2.6 聚合物和橡胶增韧 44

3.3 冲击断裂 45

3.3.1 线弹性冲击机理 45

3.3.1.1 断裂能量 45

3.3.1.2 力-位移曲线 48

3.3.1.3 断裂形式和断裂表面 49

3.3.2 粘弹性脆化机理 49

3.3.2.1 断裂实验 49

3.3.2.2 断裂应变与应力 50

3.3.2.3 最小断裂能量 51

3.3.2.4 脆性断裂的临界值 52

3.3.3 弹塑性的断裂韧性 53

参考文献 54

第四章 蠕变与松弛 56

4.1 粘弹性力学及其应用 56

4.1.1 线性粘弹性 56

4.1.2 粘弹性模式 57

4.2 静态测量 60

4.2.1 蠕变和松弛的测量 60

4.2.2 叠加原理 62

4.2.2.1 应力或应变响应的叠加 63

4.2.2.2 时间-温度叠加 64

4.3 粘弹性材料的破坏 66

4.3.1 破坏现象 66

4.3.2 影响蠕变和松弛性能因素 67

参考文献 69

第五章 疲劳失效 70

5.1 疲劳寿命 70

5.1.1 持久极限 70

5.1.2 疲劳试验 71

5.1.3 塑料件的极限条件 73

5.2 疲劳机理 74

5.2.1 疲劳起因 74

5.2.2 疲劳裂纹的初始化 75

5.2.3 疲劳裂纹的扩展 76

5.2.3.1 疲劳寿命计算 76

5.2.3.2 每次循环的裂纹扩展量 78

5.3 裂纹层理论 81

5.4 冲击疲劳 83

参考文献 84

第六章 力学致热和环境失效 85

6.1 力学致热 85

6.1.1 原理和实验 85

6.1.2 动态力学分析 90

6.2 气体环境中的力学性能 92

6.2.1 气体与聚合物 92

6.2.2 气体环境下裂纹 96

6.3 环境应力裂缝 99

6.3.1 失效机理 99

6.3.2 裂纹的生长 102

参考文献 103

第七章 摩擦与磨损 104

7.1 概述 104

7.2 摩擦 106

7.2.1 滑动摩擦的理论和测试 106

7.2.2 静态和动态摩擦系数 109

7.2.2.1 静态摩擦系数 109

7.2.2.2 动态摩擦系数 110

7.2.3.2 滑动速度 111

7.2.3 影响摩擦系数的因素 111

7.2.3.1 表面接触压力 111

7.2.3.3 温度和湿度 112

7.2.3.4 表面粗造度 114

7.2.3.5 pv值 115

7.2.4 材料结构对摩擦性能影响 116

7.2.4.1 原子排列 117

7.2.4.2 相对分子质量 118

7.2.4.3 结晶状态 118

7.2.4.4 分子链取向 119

7.2.5 滚动摩擦 119

7.3.1.1 理论和实验 122

7.3.1 粘着磨损 122

7.3 磨损 122

7.3.1.2 影响因素 124

7.3.1.3 转移膜和PTFE 125

7.3.2 磨蚀磨损 128

7.3.2.1 形态学磨蚀理论 128

7.3.2.2 自由状态磨料的磨蚀 130

7.3.2.3 被结合磨料和冲击磨料的磨蚀 131

7.3.2.4 力学磨蚀理论 131

7.3.3 疲劳磨损 133

7.4 高聚物复合材料的摩擦和磨损 134

7.4.1 分类和性能 134

7.4.2.1 工作参量 139

7.4.2 影响因素 139

7.4.2.2 环境因素 140

参考文献 142

第八章 熔合缝的力学性能 143

8.1 熔合缝的生成 143

8.1.1 生成原因 143

8.1.2 熔合机理 145

8.1.3 实验研究 146

8.2 熔合缝的力学性能 148

8.2.1 聚合物 148

8.2.2 改性聚合物和混合物 152

8.3 熔合缝性能改善 155

参考文献 156

第九章 注塑件的取向、残余应力和体积收缩 157

9.1 取向 157

9.1.1 实验技术 157

9.1.1.1 热收缩法 157

9.1.1.2 双折射法 158

9.1.2 取向的组成 159

9.1.2.1 流动诱导取向 159

9.1.2.2 温差诱导取向 161

9.1.3 无定形塑料注塑件的取向 163

9.1.3.1 取向的分布 163

9.1.3.2 取向与流向工艺参量关系 164

9.2.1.1 钻孔法 165

9.2.1 实验技术 165

9.2 残余应力 165

9.2.1.2 去层法 166

9.2.2 残余应力的组成 167

9.2.3 注射工艺条件的影响 168

9.3 密度分布和体积收缩 172

9.3.1 密度分布 172

9.3.1.1 骤冷试条的密度分布 172

9.3.1.2 注塑工艺条件的影响 172

9.3.2 体积收缩 174

9.3.2.1 无定形聚合物注射模塑的体积效应 174

9.3.2.2 注塑工艺条件的影响 179

参考文献 180

第十章 复合塑料的失效 181

10.1 概述 181

10.2 复合规律与力学效果 182

10.2.1 粘度和弹性模量 182

10.2.2 拉伸强度和断裂伸长率 184

10.2.3 冲击强度 187

10.3 热性能 187

10.3.1 热变形温度 187

10.3.2 热膨胀系数 188

10.4 其它力学性能 190

10.4.1 蠕变与应力松弛 190

10.4.3 动态力学性能 191

10.4.2 磨损和疲劳寿命 191

10.5 泡沫制品的失效 193

10.5.1 泡沫体的力学特征 194

10.5.2 结构泡沫体的模量 195

10.5.3 合成泡沫体的模量 196

参考文献 197

第十一章 纤维增强塑料的失效 198

11.1 纤维增强塑料的力学性能 198

11.1.1 弹性模量 199

11.1.1.1 单向长纤维 199

11.1.1.2 单向短纤维 200

11.1.1.4 二维和三维的随机取向纤维 201

11.1.1.3 拉力与纤维取向成角度 201

11.1.1.5 粘流态纤维增强塑料的粘度和纤维取向 202

11.1.2 强度 203

11.1.2.1 单向纤维 203

11.1.2.2 层合板 205

11.1.3 热性能 206

11.1.4 疲劳性能 207

11.1.5 蠕变性能 209

11.2 纤维增强塑料的失效 209

11.2.1 界面脱粘的微观力学 209

11.2.2 冲击失效 212

11.2.3 剪切失效 214

11.2.4 压缩失效 215

参考文献 217