应力水平 温度rc) A B C D E R2

-40 5.652 2.002 0.406 4.765 0.025 0.99945

30% 20 5.726 2.005 0.445 4.981 0.028 0.99941

60 6.433 2.769 0.429 6.037 0.028 0.99948

-40 10.576 4.389 0.431 9.435 0.030 0.99949

50% 20 12.120 4.455 0.418 10.342 0.027 0.99946

60 12.228 5.295 0.422 12.164 0.027 0.99951

-40 16.666 6.642 0.441 14.445 0.028 0.99944

70% 20 17.577 7.546 0.425 17.621 0.026 0.99956

60 18.659 8.835 0.416 18.950 0.027 0.99949

 

由图2-图4可知，广义开尔文模型对PP打包带蠕

 

变数据的进行描述比较精确，其中相关系数R2都达

 

到0.99，完全可以用该模型来模拟PP打包带短期蠕变

 

行为。在三种应力水平下，蠕变曲线都体现了初始蠕

 

表2广义开尔文模型参数 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^；ab.2ParametersofgeneralisedKel^^model

变阶段和等速蠕变阶段的特征。在同一温度作用下， 随着应力水平的增加，蠕变变形加大。在同一应力水 平下，蠕变变形又随着作用温度的增加而增加。

模型参数

温度 Ee  (N/mm) Ed 1 (N/mm) Ed 2 (N/mm) (N^min/mm) rii  (N^min/mm)

-40 C 2.58 7.30 3.07 17.98 120.67

20 C 2.55 7.29 2.93 16.38 104.60

60 C 2.27 5.28 2.42 12.31 85.40

-40 C 2.30 5.55 2.58 12.87 86.17

20 C 2.01 5.47 2.35 13.08 88.78

60 C 1.99 4.60 2.00 10.90 73.09

 

-40 C 2.05 5.13 2.36 11.63 83.04

 

70% 20 C 1.94 4.52 1.93 10.63 75.48

 

60 C 1.83 3.86 1.80 9.27 67.55

3.3广义Kelvin模型流变参数分析

 

在弹性范围内，广义开尔文模型中的Ee反映拉伸 作用下PP打包带的抗变形能力，在卸载后可完全恢 复；由表2可见，在同一应力水平下，经不同的温度 处理后，Ee瞬时弹性变形系数随着作用温度的变高， 系数逐步变小。在同一温度作用后，瞬时弹性变形系 数也逐步变小；而据已有研究当采用Burgers模型拟 合不同应力水平下PP打包带蠕变变形时，瞬时弹性 变形系数与应力无太大关系[1]，这两者的结论有不一 致性，这可能与拟合元件的多少有关系，通常元件越 多，拟合越精确，本文所采用的广义开尔文模型拟合 精度更高。

延时弹性变形系数Ed1和Ed2与温度作用后密切 相关，均随着作用温度的提高而下降。而且此系数与 应力也密切相关，应力越大，系数越小。在20。作用 下，施加30%应力时，Ed1为7.29N/mm，Ed2为2.97 N/mm；而施加70%应力时，Ed1 为4.52N/mm，Ed2 为1.93 N/mm；其中Ed1系数的变化更加明显。

 

粘性系数ni和n2所产生的粘性流动是PP打包带 的不可恢复永久变形，其均随着作用温度的提高而显 著下降，并与应力水平密切相关。两者数值都呈下降 趋势，说明随着作用温度的提高和应力水平的增加， 其恢复原有尺寸的能力越来越小。

□原拉伸强度

50 「

图5 PP打包带剩余拉伸强度图 Fig.5 Residual tensile strength of PP packaging belt

3.4剩余强度分析

 

不同温度作用后的PP打包带在不同应力下的 剩余强度见图5。经-40。作用后，剩余拉伸强度下 降较为明显，在30%、50%和70%的应力作用后下， 剩余拉伸强度依次为原强度的88.73%为原强度的 93.39%、91.94%和88.73%;常温下剩余拉伸强度 为原强度的95.38%、94.57%和93.65%；经60C作 用后，剩余拉伸强度为原强度的99.09%、96.20% 和94.96%。由图2-5可见，随着作用温度的增加， 蠕变变形虽加大，但剩余强度也随之加大。

 

4结论

 

(1)广义开尔文模型可以用于模拟PP打包带的 短期蠕变行为，而且拟合效果良好。

 

(2)在同一应力水平下，瞬间弹性变形系数、

延时弹性变形系数和粘性系数均随着作用温度的 增加而下降。

 

(3)在同一温度作用后，瞬间弹性变形系数、 延时弹性变形系数和粘性系数均随着应力水平的 提高而下降。

 

(4)随着作用温度的增加，PP打包带蠕变变形 虽加大，但剩余强度也随之加大。

 

e Filaments[J]. Journal of Donghua University(Natural Science), 2004, 30(6): 50-53.