单向应力条件下松弛时间率相关的非线性粘弹性本构模型

基于单向拉伸实验研究和内变量理论,提出了一种新的简单的一维非线性粘弹性本构关系.对两种粘弹性材料,即高密度聚乙烯和聚丙烯进行了不同加载速率作用下的拉伸实验研究,实验结果表明,两种材料的应力应变关系与加载速率相关;对材料的应力应变实验数据进行拟合发现,材料的松弛时间具有很强的应变率相关性,当应变率发生数量级变化时,材料的松弛时间也发生数量级的变化.采用内变量理论,导出了在单轴应力条件下松弛时间率相关的非线性粘弹性本构关系的迭代形式,并给出其收敛条件.当采取一次迭代形式时,本构关系退化为松弛时间率相关的Maxwell模型.数值拟合的结果表明,一次迭代形式的本构关系就可以很好地拟合和预测实验结果.