Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Машиностроение -> Ефремов Н.Ф. -> "Тара и ее производство" -> 25

Тара и ее производство - Ефремов Н.Ф.

Ефремов Н.Ф. Тара и ее производство: Учебное пособие — М.:МГУП, 2001. — 312 c.
ISBN 5-8122-0274-5
Скачать (прямая ссылка): taraieeproizvodstvo2001.pdf
Предыдущая << 1 .. 19 20 21 22 23 24 < 25 > 26 27 28 29 30 31 .. 84 >> Следующая

В высокоэластическом состоянии полимер находится в зоне II (см- рис. 4.4), расположенной между Тс и Тт. Его молекулярная подвижность становится настолько большой, что структура в ближнем порядке успевает перестраиваться вслед за изменением температуры, как это наблюдается в жидкостях. Таким образом, разрыву предшествует обратимая высокоэластическая деформация, связанная с ориентацией звеньев цепей макромолекул, а также надмолекулярных образований.
В вязкотекучем состоянии (зона III) выше Тт происходят необратимые пластические деформации, связанные с проскальзыванием макромолекул друг относительно друга.
SO
Отличительной особенностью поведения полимеров является их ярко выраженная зависимость от скорости приложения нагрузки, температуры и длительности нагружения. Под действием механических сил все тела испытывают напряжения и деформации. При их критическом значении или длительном воздействии происходит разрушение. В соответствии с этим различают деформационные и прочностные свойства.
Механические свойства материалов определяют проводимыми по определенным методикам механическими испытаниями. Испытания различают по типам деформации (одноосное и двухосное растяжение и сжатие, всестороннее сжатие, изгиб, сдвиг, кручение, вдавливание и др.), а также по режимам нагружения (постоянная нагрузка или деформация, циклическая нагрузка, удар и др.).
4.2.1. Деформационные свойства
Деформация полимеров имеет вязкоупругий характер. Наибольшее развитие в описании деформационных свойств полимеров получила теория вязкотекучести, которая рассматривает вязкоупругое тело как комбинацию идеально упругого и идеально вязкого элементов. Поведение идеально упругой составляющей в терминах классической теории упругости выражается обобщенным законом Г^ка и характеризуется по крайней мере двумя упругими константами — модулем Юнга E и коэффициентом Пуассона ц. Другие константы — модуль упругости при сдвиге G и модуль объемного сжатия К— связаны с Ей /і следующими соотношениями:
G =
E
(4.7)
K =
E
3(1-?!)*
(4.8)
G'
1
(4.9)
81
где Dn I— податливость при растяжении-сжатии и сдвиге соответственно. Сжимаемость
р4
(4.10)
Поведение идеально вязкой составляющей деформации выражают законом Ньютона для идеально вязкой жидкости и характеризуют вязкостью при сдвиге т\.
Упругая деформация в твердом теле связана с деформацией валентных углов и связей между атомами. Поскольку отклонения в длинах связей и искажения валентных углов не могут быть большими, чисто упругая деформация по величине не может быть большой. При снятии нагрузки она мгновенно исчезает
Природа эластической деформации связана с изменением формы макромолекул, обусловленной наличием определенной свободы вращения отдельных групп относительно валентных связей в главной цепи полимера при сохранении валентных углов и длин этих связей. Эластические деформации могут быть большими. Они характеризуются ярко выраженным комплексом релаксационных явлений, приводящих к постепенному их развитию и медленному исчезновению.
Многочисленные физические модели деформации полимеров под нагрузкой предусматривают моделирование упругой деформации пружиной с модулем E1, а эластической деформации — соединенными параллельно пружиной с модулем E2 и демпфером с жидкостью вязкостью Ti2 (модель Кельвина-Фойхта-Мейера). Соединенные последовательно упругая пружина и эластический элемент Кельвина-Фойхта-Мейера моделируют упругую и эластическую деформации полимера (рис. 4.6) [2]. Полная деформация такой модели составляет
42

г. И ¦ 4 _ _ ¦I
- J J ¦ J г г J ш -И і.
^ ~ л 1 ¦, . _ ¦ J I ¦ ч г щ м ш J
Рис. 4.6. Простейшая модель полимерного тела,
учитывающая упругие и эластические деформации
62
c(t)=^i + J-je <Q ^(iJdT, (4.11)
где т —текущее время; 0 — время запаздывания.
Параметр 0 соответствует времени, по истечении которого деформация в образце будет составлять (1-1 /е) часть от равновесной:
В частном случае при о = const соотношение (4.11} преобразуется в уравнение Александрова-Лазуркина
а о
є=—+
E1 Е.
1-е9
(4.13)
Первый член этого уравнения отражает упругую часть деформации, а второй — эластическую.
Следует заметить, что подобное моделирование позволяет представить механизм деформирования лишь в общем виде и не отражает всего комплекса сложных процессов, протекающих в полимере. Даше в области малых упругих деформаций модуль Юнга, моделируемый модулем упругости пружины Ej1 непостоянен. Измерение модуля Юнга на звуковых и ультразвуковых частотах при малых амплитудах динамической силы и деформации с учетом изменения геометрии образца при его растяжении, т. е. в условиях, когда измеряемая величина E отражает только упругую реакцию и подавлены эффекты, связанные с релаксацией напряжения, показало» что при малых деформациях (до E = 2-3%) модуль упругости убывает (26]. При деформациях более 3%. после перехода через «предел вынужденной эластичности», модуль начинает возрастать. На этих обоих участках изменение модуля линейно связано с деформацией (ІЗ):
E В
Предыдущая << 1 .. 19 20 21 22 23 24 < 25 > 26 27 28 29 30 31 .. 84 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed