用ABAQUS对光滑试件的蠕变与应力松弛进行的数值模拟

【基础?应用】

用ABAQU S 对光滑试件的蠕变与应力

松弛进行的数值模拟①

赵　雁　姬海君　安晓宁　李印生

(武警工程学院军械运输系,陕西西安710086)

【摘　要】　本文介绍了一种国际上通用的有限元程序系统ABAQUS ,用ABAQUS 分别对材料的蠕变和应力松弛进行数值模拟,并与实验结果进行了比较。

【关键词】　蠕变;应力松弛;松弛极限

ABAQUS 是国际上先进的通用有限元程序系统之一,具有广泛的模拟性能。它拥有大量不同种类的单图1元模型、材料类型、分析过程等,可以分析复杂的固体力学和结构力学系

统。无论是简单的线弹性问题,还是复杂的非线性组合问题,应用该软件分析都可以得到令人满意的结果。

一个完整的ABAQUS 分析过程,通常有三个明确的步骤:前处理、

模拟计算和后处理。它们的联系及生成的相关文件如图1所示:

前处理(ABAQUS/pre ):此步骤中必须确定物理问题的模型和生成

一个ABAQUS 输入文件。

模拟计算(ABAQUS/standard ):此步骤是应用ABAQUS/standard

求解输入文件所确定的数值问题。模拟计算通常在内存中进行。一个

应力分析的算例包括位移和应力,并存储在二进制文件中,便于进行后

处理。

后处理(ABAQUS/post ):后处理一般由ABAQUS/post 或其他后处

理程序来实现。ABAQUS/post 读入二进制输出文件,可以用各种各样

的方法显示结果,其中包括彩色等值线图、动画、变形形状绘图及x -

y 平面绘图。

蠕变是金属材料在一定应力的长时期作用下,即使应力低于弹性极限,也会发生塑性变形的现象。在用ABAQUS 模拟蠕变行为时,首先要选取合适的模型。当应力保持不变时,

选取power -law 模型中的time 2hardening 型最合适,因此,在ABAQUS 中定义蠕变时就选取time 2hardening 项,如图2所示。time 2hardening 型是power 2law 模型中较为简单的一种,用公式表达为,ε∴cr

=A q n t m 图2其中ε∴cr 是单轴蠕变应变率23

εcr ∶ εcr ,q 是单轴等效应力,t 是总时间,A 、n 、m 是温度

的函数,由用户给出。与之对应,在ABAQUS 中,

A 、n 、m 分别与power -law Multiplier ,Eq Stress

Order ,Time Order 对应。 做蠕变的应变—时间曲线如图3所示:

4

12001年12月 武警工程学院学报 Dec.2001

第17卷第6期 JOURNAL OF EN GG COLL EGE OF ARMED POL ICE FORCE Vol.17No.6

①收稿日期:2001—06—10第一作者:赵雁(1970—

),女,汉族,1993年7月毕业于西北工业大学,现为武警工程学院军械运输系专业基础教研室讲师。

ABAQUS/standard

绘制的应力彩色等值线图如图4所示:

图4

应力松弛是零件或材料在总应变保持不变的情况下,其中的应力随时间自行降低的现象。

对光滑式样应力松弛的模拟,在一端加上4个位移,保持10000个时间单位后,看应力减小的程度。应力松弛曲线是在给定温度和总应变条件下,测定的应力随时间变化曲线,加于试件上的初应力为σ0,在开始阶段应力下降很快,称为应力松弛第一阶段,以后应力下降逐渐减缓,称为应力松弛第二阶段。最后曲线趋向于与时间轴平行,此时的应力称为松弛极限。应力松弛模拟的总时间与应力关系数据如图5:

图5

参考文献

[1]　刘鸿文.材料力学.高等教育出版社

[2]　王成,邵敏.有限单元法基本原理和数值方法.清华大学出版

51赵　雁、姬海君、安晓宁、李印生:用ABAQUS 对光滑试件的蠕变与应力松弛进行的数值模拟

铜及铜合金弯曲应力松弛试验方法

《铜及铜合金弯曲应力松弛试验方法》 国家标准送审稿编制说明 一、任务来源 根据国标委综合[2017]128号及全国有色金属标准化技术委员会下发的有色标委[2018]2号《关于转发2018年第一批有色金属国家标准制（修）订项目计划》文件，《铜及铜合金弯曲应力松弛试验方法》国家标准（计划号：20173798-T-610），由宁波兴业盛泰集团有限公司、宁波兴业鑫泰新型电子材料有限公司、安徽鑫科铜业有限公司、凯美龙精密铜板带（河南）有限公司、山西春雷铜材有限责任公司、江西金品铜业科技有限公司、中色（宁夏）东方集团有限公司、国家铜铝冶炼及加工产品质量监督检验中心（山东）负责起草，项目于2019年完成。 二、工作简况 1立项目的 随着电子元器件向着微型化、薄型化、高密度和高度集成化发展，电子元器件在长时间使用中产生的热效应不断增加，部分元器件还可能在更高的温度下长时间使用，为了保持端子连接器弹片的嵌合力，这就要求材料具有优良的抗应力松弛性能。国内接插件市场占有率比较高，但均以中低端市场为主，而高端的汽车连接器、精密接插件及大规模集成电路等产品则长期依赖进口。造成这种现象的原因主要有两个方面，一方面是我国对于高弹铜基合金的基础研究起步较晚，且我国铜合金制备加工能力与发达国家相比还有一定差距，工艺条件、装备水平等方面都有待进一步提高；另一方面是随着客户对铜基弹性材料性能的要求不断提高，许多客户对材料提出了具有抗应力松弛特性的隐性需求，而国内应力松弛试验方法标准少，限制了我国对高端连接器及精密接插件等材料进行更深层次的研发工作。 国外对应力松弛试验方法已制定相应的标准，主要有美国ASTM E328“材料和结构的应力松弛试验标准推荐方法”、日本伸铜协会技术标准JCBA-T309-2004 薄板条弯曲应力松弛缓和试验方法等。报据以上国外标准可以看出，评价材料松弛性能的主要方法两种，一种是拉伸应力松弛，另外是弯曲应力松弛。而目前国内仅有GB/T 10120-2013“金属材料拉伸应力松弛试验方法”，缺少相应的弯曲应力松弛试验方法，且此标准中对测试样的要求较高、试验周期长、效率低，对设备的要求比较高，且绝大多数铜基弹性材料的下游企业，并未配备检测机器和具有检测能力。目前各种弹性接插件的工作环境，更与弯曲应力松弛试验条件相接近，采用弯曲应力松弛试验方法，更能代表实际材料的工作条件，更可满足多元条件下的应力松弛试验要求；另外，由于各企业也只是独立地进行应力松弛试相关的简单的试验性工作，试验方法五花八门，但由于缺乏统一评价标准，致使更多企业未对其进行展开系统地、深层次的研究，限制着其高端方面的使用。因此，制定铜及铜合金弯曲应力松弛试验方法就显得十分重要，对规范弯曲应力松弛试验，统一数据评价标准，有利于我国中高端连接器、集成电路用材料的研发，具有良好的现实意义。为满足国内外市场对铜及铜合金应力松弛性能的需求，更有效的确保产品质量，因此制定本标准。

拉伸应力松弛金属检测的试验方法

森博检测服务中心 拉伸应力松弛金属检测的试验方法 按照国家规定，其部分所引用的标准如下： GB/T228.1 金属材料拉伸试验第一部分：室温试验方法 GB/T2039 金属材料单轴拉伸蠕变试验方法 GB/T10623 金属材料力学性能试验术语 GB/T12160 单轴试验用引伸计的标定 GB/T16825.1 静力单轴试验机的检验第一部分：拉力和压力试验机测力系统的检验与校准 下面，我们来简单看一下室温弹性模量的测定 为了保证伸长测量的正确操作，应测定室温弹性模量。弹性模量的测量值应在弹性模量预期值的±10%范围内。弹性模量预期值通常是通过拉伸试验确定的，使用的引伸计的性能与应力松弛试验使用的引伸计具有同等性能。 试样应加热至试验规定温度（T）。调整试验炉加热控制系统使温度分布符合表一要求。试样，夹持装置和引伸计在试验开始前都应达到热平衡。 试样应在加载前至少保温1h，除非产品标准另有规定。试样加载前的保温时间不得超过24h。升温过程中，任何时间试样温度不得超过规定温度（T）上偏差。 试验力应施加在试样的轴线上。尽量减少试样上的弯曲和扭转。初始总应变和对应的初始应力的测定精度至少为±1%加载可以采用应变控制也可以采用里控制。应变或力的增加应平稳，无冲击，初始总应变的施加过程应在10min内完成，记录加载时间。在加载过程中，采用自动记录装置或通过递增的方式施加试验力并记录每个力的增量对应的伸长量来获得应力-应变或力-位移图。应绘制和评估高温应力=应变图，保证伸长测量的正确。 字整个试验过程中，总应变值应保持基本恒定。根据控制方式的不同，总应变的控制不同。对于采用力控制加载的方式，总应变值应控制在初始总应变的测量值的±1%的范围内；对于采用应变控制加载的方式，通过逐渐减少应力使总应变值应控制为总应变的规定值。对于人工进行力调整的方式，实际上只是采用力的逐减方式使测量应变返回到总应变ε；对于伺服控制总应变来讲，力的调整是通过递减或递增的方式进行的，应变波动范围大约控制在±1%以内。

铜及铜合金弯曲应力松弛试验方法国家标准讨论稿编制说明

《铜及铜合金弯曲应力松弛试验方法》国家标准讨论稿编制说明 一、工作简况 1立项目的 随着电子元器件向着微型化、薄型化、高密度和高度集成化发展，电子元器件在长时间使用中产生的热效应不断增加，部分元器件还可能在更高的温度下长时间使用，为了保持端子连接器弹片的嵌合力，这就要求材料具有优良的抗应力松弛性能。国内接插件市场占有率比较高，但均以中低端市场为主，而高端的汽车连接器、精密接插件及大规模集成电路等产品则长期依赖进口。造成这种现象的原因主要有两个方面，一方面是我国对于高弹铜基合金的基础研究起步较晚，且我国铜合金制备加工能力与发达国家相比还有一定差距，工艺条件、装备水平等方面都有待进一步提高；另一方面是随着客户对铜基弹性材料性能的要求不断提高，许多客户对材料提出了具有抗应力松弛特性的隐性需求，而国内应力松弛试验方法标准少，限制了我国对高端连接器及精密接插件等材料进行更深层次的研发工作。 国外对应力松弛试验方法已制定相应的标准，主要有美国ASTM E328“材料和结构的应力松弛试验标准推荐方法”、日本伸铜协会技术标准JCBA-T309-2004 薄板条弯曲应力松弛缓和试验方法等。报据以上国外标准可以看出，评价材料松弛性能的主要方法两种，一种是拉伸应力松弛，另外是弯曲应力松弛。而目前国内仅有GB/T 10120-2013“金属材料拉伸应力松弛试验方法”，缺少相应的弯曲应力松弛试验方法，且此标准中对测试样的要求较高、试验周期长、效率低，对设备的要求比较高，且绝大多数铜基弹性材料的下游企业，并未配备检测机器和具有检测能力。目前各种弹性接插件的工作环境，更与弯曲应力松弛试验条件相接近，采用弯曲应力松弛试验方法，更能代表实际材料的工作条件，更可满足多元条件下的应力松弛试验要求；另外，由于各企业也只是独立地进行应力松弛试相关的简单的试验性工作，试验方法五花八门，但由于缺乏统一评价标准，致使更多企业未对其进行展开系统地、深层次的研究，限制着其高端方面的使用。因此，制定铜及铜合金弯曲应力松弛试验方法就显得十分重要，对规范弯曲应力松弛试验，统一数据评价标准，有利于我国中高端连接器、集成电路用材料的研发，具有良好的现实意义。为满足国内外市场对铜及铜合金应力松弛性能的需求，更有效的确保产品质量，因此制定本标准。 2任务来源 全国有色金属标准化技术委员会在广泛征求意见的基础上下发了有色标委[2018]2号《关于转发2018年第一批有色金属国家标准制（修）订项目计划》文件，正式下达了《铜及铜合金弯曲应力松弛试验方法》国家标准（计划号：20173798-T-610）的起草任务。宁波兴业盛泰集团有限公司为负责起草单位。 3项目编制组单位简况 3.1编制组成员单位 本标准由宁波兴业盛泰集团有限公司、宁波兴业鑫泰新型电子材料有限公司、安徽鑫科铜业有限公司、北京有色金属研究总院、中铝华中铜业有限公司、山西春雷铜材有限责任公司、江西金品铜业科技有限公司、中色（宁夏）东方集团有限公司、国家铜冶炼及加工产品质量监督检验中心（山东）、凯美龙精密铜带（河南）有限公司、西北有色金属研究院等共同起草，以上编制组成员单位均是《铜及铜合金弯曲应力松弛试验方法》的应用单位。

用ABAQUS对光滑试件的蠕变与应力松弛进行的数值模拟

【基础?应用】 用ABAQU S 对光滑试件的蠕变与应力 松弛进行的数值模拟① 赵　雁　姬海君　安晓宁　李印生 (武警工程学院军械运输系,陕西西安710086) 【摘　要】　本文介绍了一种国际上通用的有限元程序系统ABAQUS ,用ABAQUS 分别对材料的蠕变和应力松弛进行数值模拟,并与实验结果进行了比较。 【关键词】　蠕变;应力松弛;松弛极限 ABAQUS 是国际上先进的通用有限元程序系统之一,具有广泛的模拟性能。它拥有大量不同种类的单图1元模型、材料类型、分析过程等,可以分析复杂的固体力学和结构力学系 统。无论是简单的线弹性问题,还是复杂的非线性组合问题,应用该软件分析都可以得到令人满意的结果。 一个完整的ABAQUS 分析过程,通常有三个明确的步骤:前处理、 模拟计算和后处理。它们的联系及生成的相关文件如图1所示: 前处理(ABAQUS/pre ):此步骤中必须确定物理问题的模型和生成 一个ABAQUS 输入文件。 模拟计算(ABAQUS/standard ):此步骤是应用ABAQUS/standard 求解输入文件所确定的数值问题。模拟计算通常在内存中进行。一个 应力分析的算例包括位移和应力,并存储在二进制文件中,便于进行后 处理。 后处理(ABAQUS/post ):后处理一般由ABAQUS/post 或其他后处 理程序来实现。ABAQUS/post 读入二进制输出文件,可以用各种各样 的方法显示结果,其中包括彩色等值线图、动画、变形形状绘图及x - y 平面绘图。 蠕变是金属材料在一定应力的长时期作用下,即使应力低于弹性极限,也会发生塑性变形的现象。在用ABAQUS 模拟蠕变行为时,首先要选取合适的模型。当应力保持不变时, 选取power -law 模型中的time 2hardening 型最合适,因此,在ABAQUS 中定义蠕变时就选取time 2hardening 项,如图2所示。time 2hardening 型是power 2law 模型中较为简单的一种,用公式表达为,ε∴cr =A q n t m 图2其中ε∴cr 是单轴蠕变应变率23 εcr ∶ εcr ,q 是单轴等效应力,t 是总时间,A 、n 、m 是温度 的函数,由用户给出。与之对应,在ABAQUS 中, A 、n 、m 分别与power -law Multiplier ,Eq Stress Order ,Time Order 对应。 做蠕变的应变—时间曲线如图3所示: 4 12001年12月 武警工程学院学报 Dec.2001 第17卷第6期 JOURNAL OF EN GG COLL EGE OF ARMED POL ICE FORCE Vol.17No.6 ①收稿日期:2001—06—10第一作者:赵雁(1970— ),女,汉族,1993年7月毕业于西北工业大学,现为武警工程学院军械运输系专业基础教研室讲师。

蠕变-疲劳载荷下25 Cr2 MoVA 钢的循环应力松弛行为

试　验　研　究　 蠕变—疲劳载荷下２５Ｃｒ２ＭｏＶＡ钢的 循环应力松弛行为 张红才１，３，郑小涛２，轩福贞１，王正东１ （１．华东理工大学承压系统与安全教育部重点实验室，上海　２００２３７；２．武汉工程大学机电工程学院，湖北武汉　４３０２０５；３．中国石化湖北化肥分公司，湖北枝江　４４３２００） 摘　要：试验测试了５００℃时高温螺栓材料２５Ｃｒ２ＭｏＶＡ在应变控制的蠕变—疲劳载荷下的循环应力松弛行为，重点考虑了不同应变幅和峰值保持时间对材料应力松弛行为的影响。研究表明，保持阶段的蠕变变形和循环加载阶段的粘塑性变形共同加速了２５Ｃｒ２ＭｏＶＡ的应力松弛速率，且应变幅小的时候，材料的循环松弛速率更大。 关键词：２５Ｃｒ２ＭｏＶＡ钢；蠕变—疲劳；应力松弛；螺栓 中图分类号：ＴＨ１４２；ＴＱ０５０．２；Ｏ３４６．１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００１－４８３７（２０１４）０９－００２３－０５ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－４８３７．２０１４．０９．００４ ＣｙｃｌｉｃＳｔｒｅｓｓＲｅｌａｘａｔｉｏｎＢｅｈａｖｉｏｒｏｆ２５Ｃｒ２ＭｏＶＡＳｔｅｅｌｕｎｄｅｒ Ｃｒｅｅｐ－ＦａｔｉｇｕｅＬｏａｄｉｎｇｓ ＺＨＡＮＧＨｏｎｇ－ｃａｉ１，３，ＺＨＥＮＧＸｉａｏ－ｔａｏ２，ＸＵＡＮＦｕ－ｚｈｅｎ１，ＷＡＮＧＺｈｅｎｇ－ｄｏｎｇ１（１．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｒｅｓｓｕｒｅＳｙｓｔｅｍａｎｄＳａｆｅｔｙ（ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ），ＥａｓｔＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉ－ｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２３７，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕ－ｈａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４３０２０５，Ｃｈｉｎａ；３．ＳＩＮＯＰＥＣＨｕｂｅｉＣｈｅｍｉｃａｌＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒＢｒａｎｃｈ，Ｚｈｉ－ｊｉａｎｇ４４３２００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｙｃｌｉｃｓｔｒｅｓｓｒｅｌａｘａｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｈｉｇｈ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｂｏｌｔｍａｔｅｒｉａｌ２５Ｃｒ２ＭｏＶＡｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａ－ｔｅｄｂｙｓｔｒａｉｎ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｃｒｅｅｐ－ｆａｔｉｇｕｅｔｅｓｔｓａｔ５００℃．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔｒａｉｎａｍｐｌｉｔｕｄｅｓａｎｄｐｅａｋｈｏｌｄｔｉｍｅｏｎｔｈｅｓｔｒｅｓｓｒｅｌａｘａｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｏｆ２５Ｃｒ２ＭｏＶＡｓｔｅｅｌｗｅｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｃｒｅｅｐｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｒｏｄｕｃｅｄｄｕｒｉｎｇｐｅａｋｈｏｌｄｔｉｍｅｔｏｇｅｔｈｅｒｗｉｔｈｔｈｅｖｉｓｃｏ－ｐｌａｓｔｉｃｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｏｏｋｐｌａｃｅｄｕｒｉｎｇｃｙｃｌｉｃｌｏａｄｉｎｇｓｔａｇｅｃｏｍｍｏｎｌｙａｃｃｅｌｅｒａｔｅｔｈｅｓｔｒｅｓｓｒｅｌａｘａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆ２５Ｃｒ２ＭｏＶＡｓｔｅｅｌ，ａｎｄｔｈｅｓｔｒａｉｎｒｅｌａｘａｔｉｏｎｒａｔｅｉｓｇｒｅａｔｅｒｗｈｅｎｔｈｅｓｔｒａｉｎａｍｐｌｉｔｕｄｅｉｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｓｍａｌｌｅｒ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：２５Ｃｒ２ＭｏＶＡｓｔｅｅｌ；ｃｒｅｅｐ－ｆａｔｉｇｕｅ；ｓｔｒｅｓｓｒｅｌａｘａｔｉｏｎ；ｂｏｌｔ 基金项目：国家自然科学基金项目（５１３０５３１０） ? ?３２

蠕变应力松弛

蠕变 定义：蠕变是在应力影响下，固体材料缓慢永久性的移动或者变形的趋势。它的发生是低于材料屈服强度的应力长时间作用的结果。这种变形的速率与材料性质、加载时间、加载温度和加载结构应力有关。取决于加载应力和它的持续时间和环境温度，这种变形可能变得很大，以至于一些部件可能不再发挥它的作用。 阶段过程：1初步蠕变，形变率相对较大，但是随着应变的增加减慢。 2稳态蠕变，形变率达到一个最小值并接近常数，“蠕变应变率”就是指这一阶 段的应变率。 3颈缩现象，应变率随着应变增大指数性的增长。 晶体蠕变（考虑金属） 公式：Q m kT b d C e dt d εσ-= 其中：ε是蠕变应变，C 是一个依赖于材料和特别蠕变机制的常数，m 和b 是依赖于蠕变机制的指数，Q 是蠕变机制的激活能，σ是加载应力，d 是材料的晶粒尺寸，k 是波尔兹曼常数，T 是绝对温度。 位错蠕变 在相对于剪切模量的高应力条件下，蠕变是一个受位错控制的运动。当应力加载在材料上时，由于滑移面中的位错移动而塑性变形发生。 位错蠕变中，self diffusion Q Q -=，46m = ，0b =。因此位错蠕变强烈依赖于加载应力而不依赖于晶粒尺寸。引入初始应力0σ，低于初始应力时无法测量。这样，方程就写成 0()Q m kT d C e dt εσσ-=-。 Nabarro-Herring 蠕变 在N-H 蠕变中，原子通过晶格扩散，造成晶粒沿着应力轴伸长。k 和原子通过晶格的扩散系数有关，self diffusion Q Q -=，1m =，2b =。因此N-H 蠕变是一种弱应力依赖、中等晶

粒尺寸依赖的蠕变，它的蠕变形变率随着晶粒尺寸增长而降低。故公式变化成： 2Q kT d C e dt d εσ- = 上图是相关文献中的表格，按蠕变机理不一样确定指数m （在表中是n ），以及常见金属对应的激活能。 注意：金属蠕变在受力元件温度超过0.3T α（T α是熔点温度）时才开始显现出来，把常见金属熔点温度列出来。 虑蠕变，而铝、锡等金属常常会受到蠕变的影响。所以我们要格外留意长期承受压力的铝合

对蠕变的初步认识

对蠕变的初步认识 温度对金属材料力学性能的影响很大，随着温度升高，材料的强度降低而塑性增加；而材料在高温下，载荷持续时间对力学性能也会产生影响。因此，在高温下工作的材料，其力学性能与温度和时间两个因素有关。所谓高温，是指金属 的服役温度超过了它的再结晶温度约0.4~0.5T m ，T m 是金属的熔点。在这样的高温 下长时服役的金属，其微观结构、形变和断裂机制都会发生变化，在宏观上则会出现高温蠕变、持久断裂、应力松弛、高温腐蚀等现象。 材料在恒定应力作用下，其应变随时间的延长而逐渐增加的现象称为蠕变。由于蠕变而导致的断裂称为蠕变断裂。金属在低温下也会产生蠕变，但通常只有当温度升高到0.3T m 以上时，蠕变现象才会比较显著。金属在高温下还会发生应力松弛现象，即在保持应变恒定的情况下，应力随着时间延长而减小的现象。由于蠕变和应力松弛的发生，应力和应变之间已不是单值的对应关系，而必须考虑温度和时间的影响。 温度对金属材料力学性能的影响很大，随着温度升高，材料的强度降低而塑性增加；而材料在高温下，载荷持续时间对力学性能也会产生影响。因此，在高温下工作的材料，其力学性能与温度和时间两个因素有关。所谓高温，是指金属 的服役温度超过了它的再结晶温度约0.4~0.5T m ，T m 是金属的熔点。在这样的高温 下长时服役的金属，其微观结构、形变和断裂机制都会发生变化，在宏观上则会出现高温蠕变、持久断裂、应力松弛、高温腐蚀等现象。 1. 蠕变曲线 蠕变：材料在恒定应力作用下，其应变随时间的延长而逐渐增加的现象称为蠕变。由于蠕变而导致的断裂称为蠕变断裂。金属在低温下也会产生蠕变，但通常只有当温度升高到0.3T m 以上时，蠕变现象才会比较显著。金属在高温下还会发生应力松弛现象，即在保持应变恒定的情况下，应力随着时间延长而减小的现象。由于蠕变和应力松弛的发生，应力和应变之间已不是单值的对应关系，而必须考虑温度和时间的影响。 蠕变曲线：常载荷条件下的典型单轴蠕变曲线见图1 , 从图中可以看出蠕变的3 个典型阶段: 第一蠕变阶段AB (减速蠕变阶段)，第二蠕变阶段BC (稳定蠕变阶段)，第三阶段蠕变CD(加速蠕变阶段) 。在第二蠕变阶段(稳定蠕变阶段) , 蠕变速率近似为常数; 而在第三蠕变阶段, 蠕变速率逐渐增加,直至试件完全破坏。图1 中εe 代表瞬时弹性(或弹塑性) 应变,εp表示塑性应变,εc代表蠕变应变。

蠕变应力松弛相关介绍

蠕变应力松弛相关介绍

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蠕变应力松弛相关介绍 百若试验仪器服务范围:全系列电子萬能试验机、全系列电液伺服萬能试验机、全系列电液伺服压力试验机、全系列电液伺服疲劳试验机、应力腐蚀裂纹扩展速率试验机、应力腐蚀慢应变速率试验机、板材成形试验机、杯突试验机、紧固件横向振动疲劳试验机、多功能螺栓紧固分析系统、扭矩轴力联合试验机、松弛试验机、锚固试验机、扭转试验机、冲击试验机、压剪试验机、液压卧式拉力试验机、光缆成套试验设备等。 百若试验仪器就来说说蠕变应力松弛相关介绍 蠕变 定义：蠕变是在应力影响下，固体材料缓慢永久性的移动或者变形的趋势。它的发生是低于材料屈服强度的应力长时间作用的结果。这种变形的速率与材料性质、加载时间、加载温度和加载结构应力有关。取决于加载应力和它的持续时间和环境温度，这种变形可能变得很大,以至于一些部件可能不再发挥它的作用。 阶段过程：1初步蠕变,形变率相对较大，但是随着应变的增加减慢。 2稳态蠕变，形变率达到一个最小值并接近常数，“蠕变应变率” 就是指这一阶段的应变率。 3颈缩现象，应变率随着应变增大指数性的增长

晶体蠕变(考虑金属) 公式: Q m kT b d C e dt d εσ-= 其中：ε是蠕变应变,C 是一个依赖于材料和特别蠕变机制的常数，m 和b 是依赖于蠕变机制的指数,Q 是蠕变机制的激活能，σ是加载应力，d 是材料的晶粒尺寸,k 是波尔兹曼常数，T 是绝对温度。 位错蠕变 在相对于剪切模量的高应力条件下，蠕变是一个受位错控制的运动。当应力加载在材料上时,由于滑移面中的位错移动而塑性变形发生。 位错蠕变中，self diffusion Q Q -=，46m =,0b =。因此位错蠕变强烈依赖于加载应力而不依赖于晶粒尺寸。引入初始应力0σ，低于初始应力时无法测量。这 样，方程就写成0()Q m kT d C e dt εσσ-=-。 N ａbarro －Herri ｎg 蠕变 在N －H 蠕变中,原子通过晶格扩散,造成晶粒沿着应力轴伸长。k 和原子通过晶格的扩散系数有关，self diffusion Q Q -=，1m =，2b =。因此N －H 蠕变是一种弱应力依赖、中等晶粒尺寸依赖的蠕变,它的蠕变形变率随着晶粒尺寸增长而降 低。故公式变化成：2Q kT d C e dt d εσ- =

预应力钢材拉伸应力松弛实验作业指导书

预应力钢绞线应力松弛性能试验作业指导书 一目的 明确预应力钢绞线松弛试验程序、操作流程、工艺要点以及控制标准，检测预应力钢绞线应力松弛性能，指导检测员按规程正确操作，保证检测结果科学、准确。 二适用范围 本作业指导书适用于钢绞线松弛性能任务。 三预应力钢绞线选用 a、预应力钢绞线符合1×7-15.2-1860-GB/T5224-2003的要求。供应商提供每批钢绞线的实际弹性模量值，质量保证单。 b、每批钢绞线附有出厂合格证，由同一批号、同一强度等级的钢绞线组成。实验前，外观检查合格后，再按GB/T228-2002的要求做钢绞线应力松弛性能试验和最大应力试验，合格后方可使用。 c、钢绞线的力学性能 ①见钢绞线尺寸及力学性能指标表。 表4－1 钢绞线尺寸及力学性能指标表 钢绞线结构钢绞线公 称直径mm 抗拉强 度MPa 整根钢绞 线的最大 力KN 规定非比 例延伸力 KN 最大力 总伸长 率% 应力松弛性能 初始负荷相 当于公称最 大力的百分 数（%） 1000h后应力松 弛率，（%） 不大于 1×7 标 准 型 15.20 不小于 1860 260 234 3.5 80 4.5 注：①规定非比例延伸力值不小于整根钢绞线公称最大力的90%。 ②每一交货批钢绞线的实际强度不能高于其抗拉强度级别200MPa。

③钢绞线弹性模量为（195±10）GPa。 ④采用推算法确定1000h松弛率。 d、表面质量：钢绞线表面不得有油、润滑脂等物质，允许有轻微的浮锈，但不 得有目视可见的锈蚀麻坑，表面允许存在回火的颜色。 f、取样数量 序号检验项目取样数量取样部位检验方法要求 1 表面逐盘卷目视见表面质量要求 2 应力松弛性能不小于1根/ 每合同批 [注] 2.5m 在每 （任）盘 卷中任意 一端截取 按TB10120执行 注:合同批为一个订货合同的总量。在特殊情况下，松弛试验可以由工厂连续检验提供同一原料、同 一生产工艺的数据所代替。 四预应力试验设备及工具配置 试验设备、工具配置及性能指标 序号设备及工具名称型号单位数量性能指标要求 1 微机控制拉伸应力松弛 试验机 WSC-300 台 1 2 卷尺把 1 3 砂轮切割机台 1 五检测步骤 1、将钢绞线套上夹具，放在试验机上（试验温度20±2℃，试样置于此环境中足够时间，确保 达到温度平衡后施加初始力试验） 2、打开软件，依照委托信息设定好钢绞线直径和强度等信息。 3、启动试验（除非相关标准或协议另作规定，应在3—5分钟内均与施加全部初始应力） 4、达到100小时后，试验结束，记录推算的1000小时应力松弛率 5、打印试验记录，关闭计算机和电源 6、取出试验机上的钢绞线，填写仪器使用记录。

应力松弛试验机

应力松弛试验机 微机控制预应力松驰试验机 一、产品简介 WD-RE300型微机控制松弛试验机在设计过程中，吸收了德国、意大利等著名松弛试验机公司的设计理念和结构特点，并依据螺纹钢松弛试验、钢绞线松弛试验、PC钢棒松弛试验的相关国家标准研制而成的，专用于钢绞线、PC钢棒、镀锌钢丝及螺纹钢筋等材料的松弛试验。是专门针对制造、使用厂家而设计。该系列试验机主要用于螺纹钢筋、钢绞线、PC钢棒的松弛试验，可检测金属线材的单轴拉伸松弛强度等特性。可广泛用于质检部门、建筑施工单位、钢铰线和钢筋生产企业，是现代建筑力学试验的新型试验设备。满足 GB/T20065-2006《预应力混凝土用螺纹钢筋》，GB/T10120-1996《金属应力松弛试验方法》。技术参数 1.试验力 最大试验力:300kN 有效测量范围:2%～100%FS 示值相对误差:±1% 2.试验速度 调速范围：0.001-25mm/min 示值相对误差: ±0.5% 3.主机 试验机主机形式: 卧式结构 拉伸最大空间：1000-1200mm 同轴度:15%以内 4.试样规格 Φ11.10；Φ12.70；Φ15.24mm(公称直径) 5.保护功能： 超过最大试验力2%-5%时自动停机 6.主机尺寸(长*宽*高): 1800x710x1500mm 三、功能特点：

1.PC机实现了控制模式的闭环控制以及试验过程的程序控制，各种控制方式之间可无冲击切换。计算机自动完成试验过程的控制、数据采集、显示和保存（主要参数：试验力、松弛力、松弛率或对数松弛率），试验完成后可以对数据进行分析和处理，并打印输出用户要求的试验曲线及试验报告，可选择标准要求的各种试验曲线（可绘制剩余试验力或对数剩余力、松弛力或对数松弛力、松弛率或对数松弛率、温度等跟时间或对数时间的关系曲线）。 2. 计算机软件基于Windows98/Windows2000/Windows XP平台开发，界面美观,操作方便；试验力、变形显示采用组态仪表方式显示,十分醒目；内嵌数据库,便于数据历史追溯及联网要求；报表采用模板方式操作,用户只需简单培训即可掌握，整个软件封装性强,操作方便、功能全面；设有标准试验程序，按下快捷键，试验系统就可以按照标准要求在3-5分钟内将钢绞线加载公称最大力的70%或80%，保持1分钟内自动开始记录试验数据、到达设定时间后自动终止试验。试验曲线与理论拟合曲线的相关系数达到99%以上，因此计算机能以100小时以内的试验数据推算1000小时的试验结果，也可以进行1000小时的连续试验，缩短了实际实验时间。

高分子材料的蠕变和松弛行为

高分子材料的蠕变和松弛行为 高分子材料具有大分子链结构和特有的热运动，决定了它具有与低分子材料不同的物理性态。高分子材料的力学行为最大特点是它具有高弹性和粘弹性。在外力和能量作用下，比金属材料更为强烈地受到温度和时间等因素的影响，其力学性能变化幅度较大。 高聚物受力产生的变形是通过调整内部分子构象实现的。由于分子链构象的改变需要时间，因而受力后除普弹性变形外，高聚物的变形强烈地与时间相关，表现为应变落后于应力。除瞬间的普弹性变形外，高聚物还有慢性的粘性流变，通常称之为粘弹性。高聚物的粘弹性又可分为静态粘弹性和动态粘弹性两类。 静态粘弹性指蠕变和松弛现象。与大多数金属材料不同，高聚物在室温下已有明显的蠕变和松弛现象。本文章主要介绍高聚物的蠕变和应力松弛现象产生的原因、过程，应用以及如何避免其带来的损害。 1 高分子材料蠕变 高分子材料的蠕变即在一定温度和较小的恒定外力（拉力、压力或扭力等）作用下、高分子材料的形变随时间的增加而逐渐增大的现象。 1.1 蠕变过程及原理 图1-1就是描写这一过程的蠕变曲线，t 1是加荷时间，t 2是释荷时间。从分子运动和变化的角度来看，蠕变过程包括下面三种形变：当高分子材料受到外力（σ）作用时，分子链内部键长和键角立刻发生变化，这种形变量是很小的，称为普弹形变（1ε）。当分子链通过链段运动逐渐伸展发生的形变，称为高弹形变（2ε）。如果分子间没有化学交联，线形高分子间会发生相对滑移，称为粘性流动（3ε）。这种流动与材料的本体粘度（3η）有关。在玻璃化温度以下链段运动的松弛时间很长，分子之间的内摩擦阻力很大，主要发生普弹形变。在玻璃化温度以上，主要发生普弹形变和高弹形变。当温度升高到材料的粘流温度以上，这三种形变都比较显著。由于粘性流动是不能回复的，因此对于线形高聚物来说，当外力除去后会留下一部分不能回复的形变，称为永久形变。

试验十七高聚物应力松弛百分率的测定

高聚物应力松弛百分率的测定 一、目的 1．了解高聚物的应力松弛现象。 2．熟悉SC-40型压缩应力松弛仪的构造和使用。 二、原理 1．高聚物的粘弹松弛 材料受外力作用时： ● 理想弹性体服从虎克定律——应力与应变成线性关系，平衡形变瞬时达到，形变与时间无关 ● 理想粘性体服从牛顿定律——应力与应变速率成线性关系，形变与时间成线性关系，除去外力时形变不可回复 ● 聚合物受力时，应力同时依赖于应变和应变速率，形变与时间有关，但不成线性关系，两者的关系介乎理想弹性体和理想粘性体之间，聚合物的这种性能称为粘弹性。粘弹性是一种力学松弛行为。 由于大分子链间强相互作用力，以及相互缠结，使得高聚物形变时存在强烈内摩擦，高分子链段热运动远不如理想气体分子自由。故当外界条件迅速变动时，高分子链首先形成一种紧张构象，然后逐渐调整为松弛构象。这样，高聚物从平衡态过度到另一平衡态需要一定时间，这种现象就是高聚物的松弛过程。 考察高聚物的松弛过程，常通过在一定条件下，变更某些条件的不同方式。如在恒温恒压下瞬间给一固定形变，可观察应力随时间逐渐衰减之应力松弛现象；如在恒温下施加较小的恒定外力时，材料的形变随时间而逐渐增大的蠕变现象；如对高聚物施加一周期性交变应力，则可观察到形变总是落后于外力作用速度之滞后现象。前二者称静态松弛过程，后者称为动态松弛过程。 高聚物应力松弛受应变、温度及高聚物结构影响。通常温度越高，应力松弛越快，所以松弛速度：玻璃态<高弹态<粘流态。此外，柔性高聚物易松弛；交联度越大，松弛剩余平衡应力越大，完全无交联者，应力最后将松弛到零。这些高聚物松弛的微观机理很容易理解。 ε σE =

蠕变分析

4.4蠕变分析 4.4.1 蠕变理论 4.4.1.1 定义 蠕变是率相关材料非线性，即在常荷载作用下，材料连续变形的特性。相反如果位移固定，反力或应力将随时间而变小，这种特性有时也称为应力松驰，见图4-18a。 图4-18应力松弛和蠕变 蠕变的三个阶段如图4-18b所示。在初始蠕变阶段，应变率随时间而减小，这个阶段一般发生在一个相当短的时期。在第二期蠕变阶段，有一个常应变率，所以应变以常速率发展，在第三期蠕变阶段，应变率迅速增加直到材料失效。 由于第三期蠕变阶段所经历的时间很短，材料将失效，所以通常情况下，我们感兴趣的是初始蠕变和第二期蠕变。ANSYS程序中的蠕变行为用来模拟初始蠕变和第二期蠕变。蠕变系数可以是应力、应变、温度、时间或其它变量的函数。 在高温应力分析中(如核反应堆等)，蠕变分析非常重要。例如，假设在核反应堆中施加了预荷载，以保证与相邻部件保持接触而不松开。在高温下过了一段时间后，预荷载将降低(应力松驰)，可能使接触部件松开。对于一些材料如预应力砼，蠕变也可能十分重要。最重要的是要记住，蠕变是永久变形。 4.4.1.2 理论介绍 蠕变方程：我们通过一个方程来模拟蠕变行为，此方程描述了在实验中观测到的主要特征（特别是在一维的拉伸实验中）。这个方程以蠕应变率的方式表示出来，其形式如下： 上式中，A、B、C、D是从实验中得到的材料常数，常数本身也可能是应力，应变，时间或温度的函数，这种形式的方程被称为状态方程。 上式中，当常数D为负值时，蠕应变率随时间下降，材料处于初始蠕变阶段，当D为0时，蠕应变率为常值，材料处于第二期蠕变阶段。

对于2－D或3－D应力状态，使用VON Mises方程计算蠕应变率方程中所使用的标量等效应力和等效应变。 对蠕变方程积分时，我们使用经过修改的总应变，其表达式为: 经过修改的等效总应变为: 其等效应力由下式算出： 其中：G=剪切模量＝ 等效蠕应变增量由程序给出的某一种公式进行计算，一般为正值，如果在数据表中，则使用的是衰减的蠕应变率而不是常蠕变率，但这个选项一般不被推荐，因为在初始蠕变所产生的应力为主的情况下，它可能会严重的低估蠕变值。如果，程序使用修正的等效蠕应变增量来代替蠕应变增量。 其中：e=2.718281828（自然对数的底数） 下面是计算积分点的蠕应变率与弹性应变比率的公式： 将本次迭代的所有单元的所有积分点的的最大值记为，并且作为“CREEPRATIO”输出。 计算出等效蠕应变增量后，可将它转换成分量的形式，假设Nc是某个特定单元类型的应变分量的个数。如果则有：

蠕变应力松弛相关介绍

蠕变应力松弛相关介绍 百若试验仪器服务范围：全系列电子萬能试验机、全系列电液伺服萬能试验机、全系列电液伺服压力试验机、全系列电液伺服疲劳试验机、应力腐蚀裂纹扩展速率试验机、应力腐蚀慢应变速率试验机、板材成形试验机、杯突试验机、紧固件横向振动疲劳试验机、多功能螺栓紧固分析系统、扭矩轴力联合试验机、松弛试验机、锚固试验机、扭转试验机、冲击试验机、压剪试验机、液压卧式拉力试验机、光缆成套试验设备等。 百若试验仪器就来说说蠕变应力松弛相关介绍 蠕变 定义：蠕变是在应力影响下，固体材料缓慢永久性的移动或者变形的趋势。它的发生是低于材料屈服强度的应力长时间作用的结果。这种变形的速率与材料性质、加载时间、加载温度和加载结构应力有关。取决于加载应力和它的持续时间和环境温度，这种变形可能变得很大，以至于一些部件可能不再发挥它的作用。 阶段过程：1初步蠕变，形变率相对较大，但是随着应变的增加减慢。 2稳态蠕变，形变率达到一个最小值并接近常数，“蠕变应变率”就 是指这一阶段的应变率。 3颈缩现象，应变率随着应变增大指数性的增长

晶体蠕变（考虑金属） 公式： Q m kT b d C e dt d εσ-= 其中：ε是蠕变应变，C 是一个依赖于材料和特别蠕变机制的常数，m 和b 是依赖于蠕变机制的指数，Q 是蠕变机制的激活能，σ是加载应力，d 是材料的晶粒尺寸，k 是波尔兹曼常数，T 是绝对温度。 位错蠕变 在相对于剪切模量的高应力条件下，蠕变是一个受位错控制的运动。当应力加载在材料上时，由于滑移面中的位错移动而塑性变形发生。 位错蠕变中，self diffusion Q Q -=，46m =:，0b =。因此位错蠕变强烈依赖于加载应力而不依赖于晶粒尺寸。引入初始应力0σ，低于初始应力时无法测量。这样，方程就写成0()Q m kT d C e dt εσσ-=-。 Nabarro-Herring 蠕变 在N-H 蠕变中，原子通过晶格扩散，造成晶粒沿着应力轴伸长。k 和原子通过晶格的扩散系数有关，self diffusion Q Q -=，1m =，2b =。因此N-H 蠕变是一种 弱应力依赖、中等晶粒尺寸依赖的蠕变，它的蠕变形变率随着晶粒尺寸增长而降低。故公式变化成：2Q kT d C e dt d εσ- =

材料在高温下的力学性能(蠕变、松弛)

第7章 材料在高温下的力学性能 7.1 材料在高温下力学性能的特点 有许多机件是在高温下工作的，如高压锅炉，蒸汽轮机、燃气轮机、以及化工厂的反应容器等，对于这些机件的性能要求，就不能以常温下的力学性能来衡量。材料在高温下的力学性能明显地不同于室温。 首先，材料在高温将发生蠕变现象。即在应力恒定的情况下，材料在应力的持续作用下不断地发生变形。这样，材料在高温下的强度便与载荷作用的时间有关了。载荷作用的时间越长，引起一定变形速率(如)或变形量的形变抗力(蠕变极限)以及断裂抗力(持久强度)就越低。粗 略地说，发生蠕变现象的温度，对金属材料约为T>0.3-0.4T M ；(T M 为材料的熔点以绝对温度K计)； 对陶瓷约为T>0.4-0.5T M ；对高分子材料为T>T g ，T g 为玻璃化温度，多数高分子材料在室温下就发生 蠕变。由于蠕变的产生，我们就不能笼统地说材料在某一高温下其强度是多少，因为高温强度与时间这一因素有关。而材料在常温下的强度是不考虑时间因素的。除非试验时加载的应变速率非常高。 材料在高温下不仅强度降低，而且塑性也降低。应变速率越低，载荷作用时间越长，塑性降低得越显著。 和蠕变现象相伴随的还有高温应力松驰。一个紧固螺栓在高温长时间作用下，其初始预紧力逐渐下降，这种现象也是由蠕变造成的。另外，蠕变还会产生疲劳损伤，使高温疲劳强度下降，为此，必须研究蠕变和疲劳的交互作用。 材料在高温下的力学性能特点都是和蠕变过程紧密相连的。第一，材料在变形时首先总是引起形变强化，蠕变之所以能发生，必然还伴随着一个变形的软化过程，这个软化过程就是高温回复。第二，蠕变的变形机制必然与在常温下的不同。材料在常温下的变形可通过位错的滑动产生滑移和孪晶两种变形型式。而在高温下位错还可通过攀移，使位错遇到障碍时作垂直于滑移面的运动，如图7-0所示。这样位错便不会阻塞在障碍面前，而使得变形能继续下去，这就是一个变形的软化过程。可以粗略地说，蠕变就是位错的滑移和攀移交替进行的结果。

流变力学

流变学是力学的一个新分支，它主要研究材料在应力、应变、温度湿度、辐射等条件下与时间因素有关的变形和流动的规律。 流变学出现在20世纪20年代。学者们在研究橡胶、塑料、油漆、玻璃、混凝土，以及金属等工业材料；岩石、土、石油、矿物等地质材料；以及血液、肌肉骨骼等生物材料的性质过程中，发现使用古典弹性理论、塑性理论和牛顿流体理论已不能说明这些材料的复杂特性，于是就产生了流变学的思想。英国物理学家麦克斯韦和开尔文很早就认识到材料的变化与时间存在紧密联系的时间效应。 麦克斯韦在1869年发现，材料可以是弹性的，又可以是粘性的。对于粘性材料，应力不能保持恒定，而是以某一速率减小到零，其速率取决于施加的起始应力值和材料的性质。这种现象称为应力松弛。许多学者还发现，应力虽然不变，材料棒却可随时间继续变形，这种性能就是蠕变或流动。 经过长期探索，人们终于得知，一切材料都具有时间效应，于是出现了流变学，并在20世纪30年代后得到蓬勃发展。1929年，美国在宾厄姆教授的倡议下，创建流变学会；1939年，荷兰皇家科学院成立了以伯格斯教授为首的流变学小组；1940年英国出现了流变学家学会。当时，荷兰的工作处于领先地位，1948年国际流变学会议就是在荷兰举行的。法国、日本、瑞典、澳大利亚、奥地利、捷克斯洛伐克、意大利、比利时等国也先后成立了流变学会。 流变学的发展同世界经济发展和工业化进程密切相关。现代工业需要耐蠕变、耐高温的高质量金属、合金、陶瓷和高强度的聚合物等，因此同固体蠕变、粘弹性和蠕变断裂有关的流变学迅速发展起来。核工业中核反应堆和粒子加速器的发展，为研究由辐射产生的变形打开新的领域。 在地球科学中，人们很早就知道时间过程这一重要因素。流变学为研究地壳中极有趣的地球物理现象提供了物理-数学工具，如冰川期以后的上升、层状岩层的褶皱、造山作用、地震成因以及成矿作用等。对于地球内部过程，如岩浆活动、地幔热对流等，现在则可利用高温、高压岩石流变试验来模拟，从而发展了地球动力学。 在土木工程中，建筑的土地基的变形可延续数十年之久。地下隧道竣工数十年后，仍可出现蠕变断裂。因此，土流变性能和岩石流变性能的研究日益受到重视。 流变学的研究内容 流变学研究内容是各种材料的蠕变和应力松弛的现象、屈服值以及材料的流变模型和本构方程。 材料的流变性能主要表现在蠕变和应力松弛两个方面。蠕变是指材料在恒定载荷作用下，变形随时间而增大的过程。蠕变是由材料的分子和原子结构的重新调整引起的，这一过程可用延滞时间来表征。当卸去载荷时，材料的变形部分地回复或完全地回复到起始状态，这就是结构重新调整的另一现象。

蠕变应力松弛测试

蠕变应力松弛测试 科标检测作为专业的性能检测机构可依照ISO、ASTM、DIN、GB、HB等标准完成对各类产品的工艺性能、冲击性能、物理性能、蠕变、应力松弛测试、焊接性能等力学性能检测服务。 1.GB/T11546.1-2008塑料蠕变性能的测定第1部分：拉伸蠕变 2.GB/T14745-1993包装缓冲材料蠕变特性试验方法 3.GB/T15048-1994硬质泡沫塑料压缩蠕变试验方法 4.GB/T17637-1998土工布及其有关产品拉伸蠕变和拉伸蠕变断裂性能的测定 5.GB/T18042-2000热塑性塑料管材蠕变比率的试验方法 6.GB/T19242-2003硫化橡胶在压缩或剪切状态下蠕变的测定 7.GB/T20672-2006硬质泡沫塑料在规定负荷和温度条件下压缩蠕变的测定 8.GB/T1685-2008硫化橡胶或热塑性橡胶在常温和高温下压缩应力松弛的测定 9.GB/T20671.5-2006非金属垫片材料分类系统及试验方法第5部分：垫片材料蠕变松弛率试验方法 10.GB/T30710-2014层压负荷垫片材料蠕变松弛率试验方法 11.GB/T9871-2008硫化橡胶或热塑性橡胶老化性能的测定拉伸应力松弛试验 12.ASTM D2990-2009Standard Test Methods for Tensile,Compressive,and Flexural Creep and Creep-Rupture of Plastics 13.ASTM E328-2013Standard Test Methods for Stress Relaxation Tests for Materials and structures

橡胶拉伸应力松弛试验方法概述【建筑工程类独家文档首发】

橡胶拉伸应力松弛试验方法概述【建筑工程类独家文档首发】本标准参照采用国际标准ISO 6914-1985（硫化橡胶老化性能的测定拉伸应力法》主题内容与适用范围本标准规定了三种测量试样在给定伸长状态下应力变化的方法。其目的是测定硫化橡胶的老化性能。本标准适用于硫化橡胶以应力松弛仪或拉力试验机进行的拉伸应力松弛试验。2 引用标准GB 527 硫化橡胶物理试验方法的一般要求GB 1685 硫化橡胶在常温和高温下压缩应力松弛的测定GB 2941 橡胶试样停放和试验的标准温度、湿度及时间GB 3512 橡胶热空气老化试验方法ZB Y 335 橡胶、塑料拉力试验机技术条件3 方法概述橡胶试样在应变状态下，其应力随时间的变化是同时存在的物理和化学作用的结果。当薄橡胶试样在高温下较长时间暴露于含氧气氛中时，以化学过程为主。因此，在这种条件下，经过一段时间的暴露，可以通过在拉伸下变形的薄橡胶试样的应力变化，来测定硫化橡胶的老化性能本标准与GB3512互为补充，本标准的试验与GB 1685规定的压缩应力松弛试验有所不同，后者主要用于耐应力松弛性为其使用功能（例如密封制品）的橡胶试验中。 拉伸应力松弛有两种不同情况，即: a·连续应变状态;b·间歇应变状态。 在情况a中，试样在老化箱中整个老化期间保持既定伸长，在连续应变条件下测量应力在情况b中，试样在老化箱中老化时处于未受应力的状态，但在定期的间隔时，试样在短时间被拉伸至一确定的伸长长度以测量应力。 本标准的三种方法中，方法A属情况a，方法B和C属情况b。方法A和B 都是用应力松弛仪记录老化温度下的应力。方法C则是把试样定期从老化箱中取出，在标准试验室条件下用拉力试验机测最应力。