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UPVC(硬质PVC),是一种高分子复合材料。它的性能优越,特点显著,主要体现在耐腐蚀性强、机械强度高、流体阻力小、质地轻、方便安装、卫生无毒、水密性好等方面。目前UPVC材料制品行业发展迅猛,且广泛用于工程关键结构。但现阶段对高分子复合材料疲劳损伤力学性能的研究资料较少,尤其是损伤断裂力学领域,对UPVC材料的疲劳损伤机理研究就更少。该机理的研究可以预知疲劳裂纹在UPVC材料中的扩展规律以及断裂参数,在进行抗疲劳设计、结构失效评及结构剩余寿命估计等方面具有重要意义。因此在本课题的研究中,通过疲劳试验对UPVC的疲劳损伤行为进行研究并深入讨论了 UPVC材料的疲劳断裂机理。本文的主要研究内容包括:1)使用MTS 810材料疲劳试验机和CCD摄像系统共同建立一个可靠的试验体系,分别在不同交变载荷下进行三点弯曲疲劳试验,观察并记录了 UPVC试件的疲劳裂纹扩展情况,获得了不同交变载荷下了 UPVC试件的疲劳裂纹扩展数据(a,N)。2)运用七点递增多项式法,通过mat lab编程对(a,N)数据进行处理得出了拟合后的裂纹长度ai和疲劳裂纹扩展速率da/dN,再通过公式求出△K,最后拟合出a-N曲线和疲劳裂纹扩展速率的da/dN-△K曲线,以及lg(da/dN)-lg(△K)曲线。3)通过分析不同交变载荷作用下的da/dN-△K曲线及lg(da/dN)-lg(△K曲线,得出了 UPVC材料疲劳裂纹扩展的一般规律。4)用Paris公式计算出不同交变载荷作用下的UPVC材料的疲劳裂纹扩展速率时的两个重要参数C,m,从而得到在各个不同载荷作用下UPVC的疲劳裂纹扩展速率表达式。5)用VIC2D软件分析数字图像计算出疲劳裂纹扩展至1mm、5mm、10mm、15mm、20mm时所对应的裂尖位移场和应变场。分析了不同裂纹扩展长度下裂纹尖端位移场和应变场。6)通过扫描电镜(SEM)分析了 UPVC试件的疲劳裂纹断口形貌。比较了不同疲劳裂纹扩展长度下UPVC材料的疲劳损伤特点,并对其损伤机理做了研究。