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聚氯乙烯(PVC)是年产量世界第二的通用树脂,通过对其改性可获得性能更加优良的弹性体材料。聚氯乙烯弹性体材料被广泛应用于多种复杂环境(如汽车碰撞、航空航天测试等),在这些环境中材料常会受到静、动态载荷的作用。研究聚氯乙烯弹性体材料在准静态和动态载荷作用下的压缩及拉伸力学性能,建立其与应变率相关的超弹性和粘弹性本构模型是材料性能评估和设计开发的关键。本文通过改变材料开发过程中成份配比来获得三种不同邵氏硬度(57A、52A、47A)的聚氯乙烯弹性体材料,并从微观角度分析了其邵氏硬度变化机理。在准静态力学性能研究方面,利用INSTRON材料试验机分别对三种邵氏硬度聚氯乙烯弹性体材料进行了低应变率下的压缩和拉伸实验研究,构建超弹性本构模型,表征了三种邵氏硬度聚氯乙烯弹性体材料的非线性超弹性力学性能。在动态力学性能研究方面,对常规的霍普金森压杆(SHPB)和霍普金森拉杆(SHTB)实验装置进行了改进,利用改进型SHPB和SHTB实验装置分别对三种邵氏硬度聚氯乙烯弹性体材料进行了高应变率压缩和拉伸实验研究,构建粘弹性本构模型,表征了三种邵氏硬度聚氯乙烯弹性体材料的粘弹性动态力学性能。结果表明:三种邵氏硬度聚氯乙烯弹性体材料准静态压缩力学性能具有显著的非线性超弹性特征,用MooneyRivlin模型和Yeoh模型描述的特征误差较小,而用Neo-Hookean模型描述的特征误差较大;准静态拉伸力学性能具有明显的线弹性特征;动态压缩和拉伸力学性能粘弹性特征明显,用朱-王-唐(ZWT)本构模型描述特征误差较小。本文研究可为聚氯乙烯弹性体及其它软质高分子聚合物材料的设计开发、生产制造以及可靠性分析提供理论模型和方法支撑。图 [39] 表 [15] 参 [59]