形状记忆聚合物的宏观力学本构模型  

作　　者：周博[1,2] 刘彦菊[3] 冷劲松[2] 

机构地区：[1]哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院,哈尔滨150001 [2]哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所,哈尔滨150080 [3]哈尔滨工业大学航天科学与力学系,哈尔滨150001

出　　处：《中国科学：物理学、力学、天文学》2010年第7期896-903,共8页Scientia Sinica Physica,Mechanica & Astronomica

基　　金：国家高技术研究发展计划(编号:2006AA03Z109);国家自然科学基金(批准号:95505010);中国博士后科学基金(编号:20080430933);哈尔滨市科技创新人才研究专项基金(编号:RC2009QN017046);中央高校基本科研业务费专项基金资助项目

摘　　要：建立有效描述形状记忆聚合物(Shape Memory Polymer,SMP)的热力学行为、且便于工程应用的宏观力学本构模型具有理论和工程意义.在前期研究的基础上,应用固体力学和热黏弹性理论建立了描述复杂应力状态下SMP在实现形状记忆效应热力学过程中,即在高温变形过程、应力冻结过程、低温卸载过程和形状恢复过程中热力学行为的宏观力学三维本构方程.利用DMA实验结果,建立了描述SMP在玻璃体转化过程中,材料参数和温度间关系的材料参数方程.应用所建立的力学本构方程和材料参数方程,数值模拟了SMP的高温变形过程、应力冻结过程、低温卸载过程和形状恢复过程,并分析了加载率和温度变化率对SMP热力学行为的影响.数值模拟结果和与现存SMP力学本构方程和材料参数方程的对比表明,本文建立的由力学本构方程和材料参数方程构成的SMP宏观力学三维本构模型,能有效地描述SMP的热力学行为,可为SMP的工程应用提供理论基础.

关 键 词：形状记忆聚合物 形状记忆效应 力学本构方程 材料参数方程 

分 类 号：O482.1[理学—固体物理]