精密成形工程

作者：姜星辰, 邓宇君, 易培云, 彭林法

单位：上海交通大学 机械与动力工程学院,上海 200240

关键词：聚醚醚酮,半结晶聚合物,颈缩,应变硬化

基金：国家自然科学基金（52175350,52475382）

目的 系统揭示PEEK材料在高速拉伸载荷下的颈缩与应变硬化行为,为其在复杂服役环境下的长期稳定应用提供指导。方法 采用Victrex 450G PEEK材料,在不同拉伸速率（10~900 mm/min）、温度（25 ℃及90 ℃）以及初始结晶度（21.6%、32.3%、35.2%）条件下进行材料单轴拉伸实验,通过数字图像相关技术获取标距段全场应变分布,实现局部颈缩及二次颈缩的定量分析,并对应变硬化起始点和应变硬化模量进行表征。结果 PEEK的单轴拉伸力学行为受温度及拉伸速率的显著影响,而初始结晶度对其影响有限。在25 ℃下,低速拉伸呈现单调硬化,高速拉伸则出现多级应力峰及二次颈缩现象,次级应力峰与局部应变集中高度相关;随拉伸速率增加,应变硬化起始点增加,应变硬化模量升高;当升温至90 ℃后,多级应力峰现象减弱,且在中高速拉伸速率下出现应力震荡现象,其幅度的增加随速率呈先增强后减弱的规律。结论 PEEK在高速拉伸下表现出强化的应变硬化与典型的二次颈缩特征,表明其在极端服役条件下的力学响应机制复杂,这对理解其结构可靠性及服役性能具有重要意义。

来源：2025年第11期

《精密成形工程》期刊编辑部

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