时间-温度-应力等效原理在PET蠕变拉伸中的应用

为了研究时间-温度-应力等效原理在PET材料蠕变拉伸中的应用,预测PET材料的长期性能。对PET材料进行恒温度不同应力和恒应力不同温度下的短期拉伸蠕变试验,分析其蠕变行为。结果表明,在测试温度和测试应力范围内,PET材料表现出明显蠕变现象,且蠕变性能具有明显的温度相关性和应力水平相关性。不同温度和不同应力水平下的短期蠕变柔量曲线沿对数时间坐标轴可构建出宽广时域下温度应力耦合的蠕变柔量主曲线,所得温度应力耦合蠕变柔量主曲线基本一致,表明在试验温度和试验应力下,时间-温度-应力等效原理对PET材料有良好的适用性,可以用于PET材料的长期蠕变性能加速表征。此外,比较先温度后应力、先应力后温度和温度应力同时移位三种不同移位顺序下所获得的温度-移位联合移位因子,结果表明三种移位顺序下的联合移位因子近似相等,验证了联合移位因子分步获取的可行性。

非线性粘弹体的时间-温度-应力等效原理及其应用

考虑粘弹性材料特征时间的应力相关性 ,认为应力水平与温度、压力、溶剂浓度、损伤以及老化等对材料特征时间的影响相似 ,有其等效性 .依自由体积理论 ,推导了温度 -应力移位因子的表达式 ,提出了时间 -温度 -应力等效原理 .应用此原理 ,可以将不同温度和应力水平下的蠕变曲线移位成某一参考温度和参考应力水平下的主曲线 ,从而可以通过较高温度和应力水平下的短期蠕变行为来预测较低温度和应力水平下的较长期的蠕变行为 .实例分析了高密度聚乙烯 (HDPE)非线性蠕变行为的时间

时间-温度-湿度对聚合物基复合材料性能影响研究

根据聚合物基复合材料的粘弹性,认为湿度与温度、应力等因素对材料特征时间的影响相似,具有等效性。依据自由体积膨胀理论,推导了温度-湿度联合位移因子的表达式,提出了时间-温度-湿度等效原理。应用时间-温度-湿度等效原理,提出了构造材料参考温湿度下蠕变主曲线的2种实验路径。

沥青混合料时间-应力-温度等效研究

为研究沥青混合料的时间-应力-温度依赖性,对3种沥青混合料进行了不同温度和应力水平下的静载蠕变试验,分析了温度、应力水平对沥青混合料蠕变特性的影响.结果表明:应力水平与温度对沥青混合料特征时间的影响相似,具有等效性;可以应用非线性黏弹性体的时间-应力-温度等效原理,推导出恒力温度位移因子、恒温应力位移因子和温度-应力联合位移因子;将沥青混合料在其他温度、应力水平下的蠕变曲线移位,可得到参考温度、参考应力水平下的蠕变主曲线.该研究成果也可为其他黏弹性材料的蠕变研究提供参考.

丁腈橡胶热处理过程的时间-温度-应力等效性

本文研究热处理过程中时间、温度和应力等因素对橡胶材料热处理后断裂伸长率的影响。将不同温度和应力水平下热处理一定时间后的丁腈橡胶进行单轴拉伸实验,并采用断裂伸长率表征热处理程度,研究热处理时间、温度和应力对丁腈橡胶断裂伸长率的影响。采用时间-温度-应力等效原理对实验数据进行分析。结果表明,热处理时间、温度和应力对热处理后橡胶断裂伸长率均有着明显的影响。时间-温度-应力等效原理能够准确描述热处理过程中时间、温度和应力对热处理后橡胶断裂伸长率的影响。

应力对聚丙烯蠕变行为的时间-温度等效性的影响

研究不同应力和温度条件下聚丙烯材料的蠕变行为。试验结果表明，聚丙烯材料的蠕变行为是非线性的。同一应力水平下不同温度的蠕变柔量曲线满足时间-温度等效原理．通过水平移位可以得到光精的蠕变柔量主曲线，移位因子与温度变化成线性关系．但不同应力水平下的时间-温度移位因子是不同的．从蠕变乘量主曲线和温度移位因子可知，应力为16MPa时14—26℃下的短期（1500s）试验数据可以用于预估14℃时长达3d的蠕变性能．

聚氯乙烯动态黏弹性能的时间-温度等效性研究

利用动态力学分析方法对聚氯乙烯的动态黏弹性能展开了研究,根据时间-温度等效原理建立了以55℃为参考温度的聚氯乙烯动态模量主曲线,利用分数阶Zener模型对动态模量主曲线进行了拟合分析。研究结果表明,时间-温度等效原理适用于描述一定温度范围内小应变情况下聚氯乙烯的动态黏弹性力学行为,且分数阶Zener模型能够较好地描述宽频域范围内聚氯乙烯动态模量随频率的变化规律。给出了WLF方程和Arrhenius方程的适用温度范围。

胶凝原油蠕变的时间-温度-应力等效性

黏弹性蠕变是胶凝原油重要的流变特性,要描述胶凝原油的黏弹性蠕变行为,必须同时考虑应力、时间和温度等参数.于是对胶凝原油进行了不同应力和不同温度下的蠕变实验,利用时间-温度-应力等效原理分析了胶凝原油的非线性蠕变行为,得到了参考应力和参考温度下的蠕变主曲线,并用黏弹性流变模型拟合得到了蠕变主曲线的表达式.从而可以分别通过较高温度和应力水平下的短期蠕变行为来预测较低温度和应力水平下的长期蠕变行为.

炭黑-白炭黑双相填料(一种新型橡胶补强剂)——第六部分:炭黑-白炭黑双相填料填充硫化胶动态性能的时间-温度等效原理

研究了炭黑、白炭黑和炭黑-白炭黑双相填料填充硫化胶在宽频、宽温范围内于低应变振幅下的动态性能,如剪切模量、损耗模量和损耗因子,其数据的变化范围宽,得到了羽毛状的假标准曲线,而不是单一的光滑的标准曲线,针对损耗因子,对这种结果做了特别说明,产生这种结果的原因可能是多方面的,其中填料-填料和填料-聚合物相互作用可能是最主要的原因。炭黑-白炭黑双相填料对硫化胶整个动态性能的影响与白炭黑类似:频率较低时,损耗因子较低;频率相对较高时,损耗因子较高。

双轴拉伸下高聚物的时间-应力等效原理试验研究

时间-应力等效原理(TSSP)能有效简化高聚物的黏弹性本构模型和力学性能测试。以往研究主要集中在单向应力状态,但工程构件通常处于双向或三向复杂应力状态。为此,首先利用有限元方法对双轴十字型试样进行合理设计与优化,使试样中心测试区的应力和应变基本满足均匀分布,并依此加工出硅橡胶试样。然后,对硅橡胶试样进行不同应力水平及应力比的双轴蠕变试验,获得一系列短期蠕变试验曲线。基于柯西应力和左柯西-格林变形张量定义合适的应力度量和变形度量以探讨双轴拉伸下的TSSP。按照主曲线移位方法,将不同应力水平下的短期性能曲线沿对数时间轴移位构建出宽广时域的主曲线。利用应力移位因子方程对移位结果进行非线性回归分析,获得相应的方程参数。研究结果可为复杂应力状态下黏弹性高聚物的长期力学性能加速表征和长期寿命预估提供理论基础和重要参考。

湿热老化对树脂增强生物板蠕变性能影响及其时间-应力等效性研究

在不同应力水平下,对经历不同湿热老化时间的树脂增强生物进行三点弯曲蠕变实验,研究了湿热老化对树脂增强生物板蠕变性能的影响。利用时间-应力等效原理,选取本试验所考虑的应力水平范围内的最低应力水平为参考应力(σ=69.2 MPa),将其他应力水平下的蠕变柔量曲线向参考曲线进行水平移位,构建了经历不同湿热老化时间的树脂增强生物板在参考应力水平下的蠕变柔量主曲线,从而可以通过较高应力水平下的短期蠕变行为来预测材料在较低应力水平下的较长期的蠕变行为。

基于化学反应和微生物生长的时间-温度指示器跨模型匹配方法

时间-温度指示器(time-temperature indicator,TTI)作为一种指示货架期的智能标签,与被监测产品的匹配是其应用的关键。但TTI和被监测产品反应机理不同,二者最适拟合模型不尽相同,而传统匹配过程多采用统一模型和参数进行拟合和匹配,一定程度降低了模型拟合精度。基于等量线的TTI匹配方法是以某一品质变化片段在不同温度下的等效转换为基础,具有较好的模型兼容性。本研究利用公式推导验证了这一TTI匹配方法在化学动力学模型和多种不同微生物生长模型中的普适性,成功将这些模型结合,形成了TTI与被监测产品在这些模型间的跨模型匹配,并利用‘玫瑰香’葡萄硬度变化过程和罗非鱼微生物生长过程阐述了化学反应和微生物生长的规律,验证了等效转换参数的稳定性和基于等量线的TTI匹配方法的可行性。研究结果将有助于实现不同机制类型的TTI和被监测产品在多种化学反应动力学模型和微生物生长模型间的跨模型匹配,且匹配过程直观、简洁,有利于TTI的应用和推广。

新型化学食品标签——时间-温度指示器

本文介绍了一种化学食品标签——时间-温度指示器的类型及其化学原理,展现了化学研究在日常生活中的新领域。

时间——温度迭加原理在炸药分解研究中的应用

针对炸药分解研究所面临的困难,提出了运用时间——温度迭加原理将常温下炸药分解研究转化为较高温度下的研究,并结合某炸药分解试验数据,计算得到该炸药在20℃条件下贮存20年与48.2℃条件下贮存1年分解情况基本相同,最后经炸药热分解动力学计算验证该原理的可用性.

机-热协同作用下纤维素绝缘纸加速老化实验的等效性研究

为获得循环应力-温度协同作用下绝缘纸加速老化实验的等效性,该文首先基于绝缘纸的三变量模型,推导出绝缘纸的稳态应变。基于时间-温度-应力等效性原理,联合自由体积理论,得到了计及应力频率的修正时间-温度-应力等效性理论。其次,在实验室中开展130℃条件下、4种应力水平和3个应力频率的加速机-热老化实验,并获得了应力水平和频率对绝缘纸抗张强度损失率模型的影响规律。然后,定义了应力-时间平移因子,得到绝缘纸抗张强度损失率主曲线,进一步提出一种平移因子的建立方法。该文结论从理论和实验两方面验证了绝缘纸加速机-热老化实验的等效性,可为绝缘纸加速老化实验与寿命评估提供理论支撑。

宽温宽频宽动态位移下ZN-33材料的黏弹行为

对ZN-33黏弹阻尼材料进行温度、频率和动态位移的扫描实验和不同温度、载荷下蠕变实验。研究了材料在宽温、宽频、宽动态位移下的动态阻尼特性。得到了ZN-33材料复模量和损耗因子随温度、频率和动态位移变化的规律。同时对该材料的蠕变特性进行了研究,揭示其蠕变行为的非线性特性,进行了蠕变柔量的时间—应力等效性描述。

“时间—温度指示卡”的研究与应用

随着食品安全越来越引起人们的重视,作为质量监控器的时间--温度时间指示卡(Time-TemperatureIndicator,TTI)应运而生。TTI可以指示包装食品的温度变化和因温度变化引起的质量下降水平。本文论述了TTI产品的工作原理、分类及应用。

SBS和TLA改性沥青AC-13混合料动态模量研究

采用万能材料试验机(MTS),在不同温度和加载频率下对湖沥青(TLA)改性沥青和SBS改性沥青AC-13混合料的动态模量进行测试;基于西格摩德沥青混合料通用方程生成沥青混合料的动态模量主曲线,对TLA和SBS改性沥青混合料的动态模量的时间-温度效应进行研究。结果表明,沥青混合料的动态模量随着试验温度的提高而降低;随着加载频率的增大,沥青混合料的动态模量增大,且动态模量对温度的依耐性减小;SBS改性沥青混合料的高温性能优于TLA改性沥青混合料,两者的低温性能基本持平;在中等加载频率范围,TLA改性沥青混合料对温度的敏感性大。

解析沥青混合料时间-温度-老化等效性原理和应用

沥青混合料是一种典型的粘弹性材料,其力学行为的主要特征就是具有显著的时间相关性和温度相关性。沥青混合料在拌和、运输、摊铺、碾压过程中,抗老化性能会逐渐发生变化,加热温度和时间对沥青混合料老化都具有显著影响,比如高温生产对掺抗车辙剂的沥青混合料的抗老化性能就有一定的削弱作用。文章主要概述了沥青混合料这种非线性粘弹性材料的时间-温度-老化等效性原理,并采用材料粘度的自由体积理论研究材料特征时间变化,推导出了沥青混合料的时间-温度、时间-老化、温度-老化的等效关系,这对于研究沥青混合料以及其他粘弹性材料的力学和结构分析、寿命估算等具有重要现实意义。

聚对苯二甲酸乙二醇酯的动态黏弹性能

对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)进行不同频率下的温度扫描试验和不同温度下的频率扫描试验,得到PET材料的玻璃化转变温度及动态黏弹性参数随测试温度、频率的变化特性。根据时间-温度等效原理构建出宽广频域的PET动态黏弹性主曲线,得到相应的移位因子,利用WLF方程对温度移位因子进行拟合,拟合结果与试验结果吻合较好。此外,研究表明,PET损耗模量主曲线和损耗因子主曲线均呈现明显的峰值,且峰值两边具有非对称性,因此,引入改进的分数阶Zener模型(mFDZ)对PET的动态黏弹性试验主曲线进行综合分析,通过建立合适的目标函数,基于Matlab平台对mFDZ模型进行参数识别,得到了统一的模型参数值。根据得到模型参数计算的mFDZ模型曲线与PET黏弹性试验主曲线、非对称的Cole-Cole曲线及Wicket曲线均吻合良好,这表明,mFDZ模型能较好地描述PET材料动态黏弹性的非对称性,可适用于描述PET材料在宽广频域内的动态黏弹性能。