聚氨酯弹性体长期力学性能时变规律研究

摘要

以某型舰船外壳用聚氨酯弹性体为研究对象，针对其在高载荷承载和长期服役工况下的性能退化问题，对不同服役时间（5年、10年、20年）材料的力学性能时变规律进行系统研究。通过拉伸和撕裂性能测试发现材料表现出显著的时变特征。拉伸强度从5年后的18.45 MPa降至20年后的8.34 MPa，降幅达54.8%；断裂伸长率从5年后的479.01%降至20年后的275.97%，降幅为42.4%。撕裂强度在服役10年内保持稳定（5年和10年分别为66.23、68.80 kN/m），但20年时骤降至37.50 kN/m，降幅达57.4%。实验室加速老化试验预测的材料寿命（25～35年）与实际工程环境下存在显著差异，实际材料寿命可能更短。这表明复杂多变的实际环境对材料性能的影响远超实验室条件。研究结果表明，聚氨酯弹性体在服役5年内性能稳定，10年时拉伸强度已低于性能阈值，20年时材料力学性能显著衰减，无法满足装备服役可靠性要求。研究结果为聚氨酯弹性体在国防军工领域的可靠性设计和寿命预测提供重要的数据支持，同时为聚氨酯在复杂环境中的性能退化机制研究提供新视角。

关键词

聚氨酯弹性体 / 拉伸强度 / 断裂伸长率 / 撕裂强度 / 时变规律