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《南昌大学》 2007年
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考虑分子链取向和晶片取向效应的聚合物材料本构关系

林秀巧  
【摘要】: 依据分子在空间排列的规整性可将高聚物分为结晶型、无定型(非晶态)和部分结晶型三类。本文主要围绕结晶相为四方晶片的高聚物,研究其不同聚集态的力学性质。在这里,引进金属多晶体材料的研究方法对高聚物进行研究,假定高分子材料的力学性质取决于其结晶态和非结晶态的化学成分和材料微结构(包括结晶态中的晶片取向分布、非晶态中的分子链取向分布,结晶度和晶片的边界结构等)。从微结构出发,对其力学性质做了系统的研究,主要获得以下四个方面的成果,为设计高分子材料的力学性质、指导高分子材料的产品加工提供参考和依据。 1、对于由高聚物四方晶片正交集合下的多晶体材料,利用微结构理论和群论,考虑晶片的对称性,推导出了四方晶片单晶常数及晶片取向系数之间的关系。同时用品片取向分布函数w(R)描述多晶体中的晶片取向为R的可能性密度,借助Maple程序计算了基于Voigt模型和Reuss模型的四方晶片正交集合多晶体材料的弹性本构,给出了其弹性刚度张量和柔度张量。最后给出算例,计算结果和Hill理论相吻合。 2、本文用微分关系来描述高聚物非晶态部分的力学性质,同时通过分子链取向分布函数q(ψ,θ)描述非晶态中的分子链取向,并基于Maxwell模型和Kelvin模型,利用拉氏变换及逆变换,给出了包含分子链取向系数的非晶态部分的三维粘弹性本构关系。 3、采用黄模佳(2005)的形状系数推导正交材料的弹性本构关系的方法,通过泰勒展开给出了包含晶片取向分布系数、分子链取向分布系数以及结晶态和非晶态化学性质效应的部分结晶高聚物的粘弹性本构形式。 4、推导了高聚物四方晶片的弹性常数和波速的关系;另外,在四方晶片的各向同性弹性体中,利用Stroh理论和积分法给出波传播问题的表面动力阻抗张量,并利用表面动力阻抗张量求出高聚物四方晶片各向同性体中的Rayleigh波的传播速度。
【学位授予单位】:南昌大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:O631.3

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1 林秀巧;考虑分子链取向和晶片取向效应的聚合物材料本构关系[D];南昌大学;2007年
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