摘要：聚酰亚胺薄膜(Kapton薄膜)作为一种航天膜材,其蠕变效应对结构的影响至关重要。为研究其蠕变力学性能,首先选用厚度为25μm的Kapton薄膜,在极限抗拉强度的35%、50%、65%、80%4组应力水平下,进行单轴蠕变拉伸试验。其次根据得到的蠕变力学曲线分析不同初始应力下薄膜蠕变的变化规律,结合蠕变伸长率描述薄膜随初始应力的蠕变特性并探讨其内在机理。最后采用经典Kelvin、经典Maxwell、四元件Burgers、三参数广义Kelvin、五参数广义Kelvin 5种蠕变本构模型对试验数据进行拟合,并对比分析各模型的拟合效果。结果表明:Kapton膜材具有明显的粘弹性性能,在设计中应予以考虑;初始应力对Kapton膜材的蠕变性能影响显著,初始应力越大,蠕变初期应变越大,稳态蠕变阶段应变保持值越高,粘弹性越明显;不同方向上的拉伸断裂应力水平导致蠕变性能的差异性,各应力状态下总应变TD(机器展开方向)大于MD(垂直方向);随着初始应力的增大,薄膜的蠕变伸长率先增大后减小,这是因为初始应力对薄膜内部的应力状态和位错运动的影响是复杂的,并且存在一个平衡点。本研究采用的五参数广义Kelvin模型能够较好地预测Kapton膜材的蠕变性能,拟合结果的可决系数均超过0.99,Burgers模型次之;经典Kelvin、三参数广义Kelvin以及经典Maxwell模型拟合可决系数在0.71~0.86之间,其拟合结果满足实际工程的需要。

摘要：本文应用高聚物分子运动的学说,阐述了沥青混凝土材料的粘弹性力学行为。通过分析分子运动与温度和荷载作用时间的关系及其对沥青混凝土材料力学性能的影响情况得出:欲正确地研究和合理地使用水工沥青材料,应考虑其粘弹性特性。文中从我国现有的设备条件出发,依据线性粘弹性理论,通过对50余组试件进行拉伸和徐变试验,利用徐变柔量和松驰模量之间的转换,近似求得了反映沥青混凝土材料粘弹性力学性能的重要参数——不同温度下沥青混凝土的松驰模量,并视斜墙为粘弹性嵌固板,应用所测得的松驰模量,计算了北京市半城子水库沥青混凝土防渗斜墙的温度应力,其结果符合实际情况。本文的试验和计算结果,可供今后评定沥青混凝土防渗斜墙的抗裂性和进行配合比设计时参考使用。

摘要：将沥青路面面层材料视为粘弹性材料,使用-5℃时的六参量广义Maxwell本构模型来模拟路面面层材料的本构关系。将行车荷载的作用形式视为半正弦波谱形式,通过大型通用有限元的2次开发功能,开发出在任意荷位进行循环加载的有限元子程序。建立共面双裂纹有限元计算模型,分析裂纹之间的干涉效应对裂纹扩展的影响,并得到一些有益结论。