非定向有机玻璃拉伸断口形貌与拉伸温度相关性分析

熊伟腾^1,2，王云英¹，范金娟²，肖淑华²

1. 南昌航空大学材料科学与工程学院2. 中国航发北京航空材料研究院失效分析中心

摘 要：为探究非定向有机玻璃断口定量表征方法及其断口形貌参数与拉伸温度的相关性,以航空有机玻璃YB-2为研究对象,首先采用体视显微镜和三维激光扫描仪测量了不同拉伸温度下的断口雾状区尺寸和表面粗糙度均值■_a,其次通过扫描电镜-盒维数法测算了断口雾状区的分形维数均值■,最后通过两个假设推算了有机玻璃断裂形成雾状区时消耗的能量,并与断口雾状区的分形维数进行联系。结果得出:当拉伸速率一定时,拉伸温度由-55℃提升至60℃,断口雾状区的尺寸■₃从1.257 mm升高至4.978 mm,■_a从0.517μm降低到0.330μm,■从1.357升高至1.579,拉伸温度分别与断口雾状区尺寸、表面粗糙度、分形维数的拟合曲线的拟合度因子均高于0.9,拟合程度较高。研究表明:有机玻璃拉伸断口的形貌参数与其断裂条件存在一定的相关性,雾状区形成时消耗的能量与其分形维数呈正相关关系,该研究结果可为有机玻璃断口定量分析奠定一定的基础。

关键词：非定向;航空有机玻璃;断口;形貌特征;分形维数;