刘 铭，徐献忠，刘梦云，李晨阳

(郑州大学 力学与安全工程学院， 郑州 450001)

0 引 言

随着化学和材料科学的不断发展，金属、陶瓷、聚合物等典型的粘弹性材料已广泛应用于各个领域[1]。蠕变和应力松弛是粘弹性材料流变性能的两个基本性质。通常认为，其二者是材料在不同条件下的两种表现形式[2]。研究和预测蠕变和应力松弛行为，不仅能够科学地认识材料在长期服役中的失效机理，也为材料的设计、加工和使用维护提供新的思路。目前，应力松弛试验和蠕变试验等实验法已成为探索粘弹性材料微观变形机制、量化蠕变和松弛过程的有效方法[3]。此外，蠕变本构方程和应力松弛模型等分析法也可用于预测蠕变及松弛过程。基于稳态蠕变理论的应力松弛模型已被证明可以描述大多数粘弹性材料的应力松弛过程，且其参数具有明确的物理意义[4]。

研究粘弹性材料的蠕变机理，往往把由实验得到的蠕变参数和各种蠕变模型方程的参数进行比较，观察材料变形前后微观结构的变化[5]，分析得出控制粘弹性材料蠕变行为的主要机制。例如，由位错蠕变占主导时，蠕变指数较大(n≥3)[6]；对于扩散蠕变占主导时，蠕变指数较低(n≈1)[7]。聚乙烯由于分子结构，其主要蠕变机制是滑移和位错运动[8]。外载与片晶排列平行时，tie分子链断裂引起的片晶分离是蠕变发生的主要原因；应力偏离串晶方向时，片晶易滑移，发生剪切变形[9]。由于材料组成的不同和构象的多样性，以及微观尺度下的复杂性，对材料蠕变机理尚无统一的看法。……