塑料粘数检测，蠕变性能测定

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塑料齿轮的蠕变设计（一） －－－－蠕变的定义

标签： 蠕变 塑料 齿轮

塑料齿轮的蠕变设计是一个非常困难的工作， 它涉及到材料学中材料的蠕变性能（难测定） 和塑

料齿轮的应力值计算（没有准确的模型进行计算） ， 往往在设计的过程中非常被动， 常常

要等样品试验以后才能估计蠕变性能的好坏。 本日志试图综合各个方面的信息， 对齿轮蠕变进行

分析。 我预计可以在十到十五个日志内可以把内容阐述清楚。

下面准备的几个主题是：

1 ) 蠕变的定义及其相关

2) 塑料蠕变的相关公式

3) 典型材料的蠕变曲线

4) 典型应用的蠕变计算方法

5) 哪些塑料齿轮需要进行蠕变设计

6) 塑料齿轮蠕变设计的要点

7) 蠕变的测试方法

8) 蠕变的快速测试及其测试理论

9) 其它。 。 。 。 。 。

（一） 蠕变的定义：

蠕变指的是固体材料在保持应力不变的情况下， 应变随时间缓慢增长的现象。 金属、 高分子材料

和岩石等在一定条件下都具有蠕变性质。 蠕变材料的瞬时应力状态不仅与瞬时变形有关， 与

该瞬时以前的变形过程有关。 瞬时响应后随时间发展的蠕变一般可分成 3 个阶段：

• 第一阶段是衰减蠕变， 应变率（应变的时间变化率） 随时间增加而逐渐减小；

• 第二阶段是定常蠕变， 应变率近似为常值；

• 第三阶段是加速蠕变， 应变率随时间逐渐增加， *后导致蠕变断裂。

同一材料在不同的应力水平或不同温度下， 可处在不同的蠕变阶段。 通常温度升高或应力增大会

使蠕变加快。 不同材料的蠕变微观机制不同。 蠕变机制有扩散和滑移两种。 在外力作用下， 质点

穿过晶体内部空穴扩散而产生的蠕变称为纳巴罗－赫林蠕变； 质点沿晶体边界扩散而产生的蠕变

称为柯勃尔蠕变。 由晶内滑移或者由位错促进滑移引起的蠕变称为滑移蠕变， 也称魏特曼蠕变。

引起多晶体材料蠕变的原因是原子晶间位错引起的点阵滑移以及晶界扩散等； 而聚合物的蠕变机

理则是高聚物分子在外力长时间作用下发生的构形和位移变化。研究材料的蠕变性质对安全而经

济地设计结构和机械零件具有重要意义。