Пространственно-сшитые (сетчатые) эластомеры с малой частотой сетки при температуре существенно выше Тс ведут себя как идеальные эластомеры, в которых /t/ = 0. В идеальном эластомере возникающее при деформации напряжение обусловлено только изменением энтропии. Изменение энтропии происходит за счет выпрямления молекулярных клубков, когда структура эластомера становится более ориентированной. Возникновение ориентации означает уменьшение беспорядка в системе, т. е. уменьшение энтропии:[1, С.108]
На рис. 9.10 приведена типичная кривая напряжение — деформация пространственного полимера, обладающего ясно выраженной эластичностью (кривая /). На начальном участке кривой напряжение довольно резко возрастает вследствие сопротивления узлов флуктуационной сетки, которые не успевают распадаться (участок кривой /). Часть напряжения сосредоточена и в узлах сетки химических связей. При дальнейшем росте деформации напряжение растет медленнее (участок кривой II), что обусловлено началом интенсивного распада узлов флуктационной сетки под действием все возрастающего, напряжения. Распад флуктуационной сетки облегчает перемещение сегментов, которые ориентируются в направлении растяжения. Растягивать канат, состоящий из ориентированных в одном направлении волокон, труднее, чем войлок из тех же волокон, но беспорядочно перепутанных. Ориентация макромолекул при деформации приводит поэтому снова к интенсивному росту напряжений (учас-[1, С.125]
Резина отличается большими деформациями при сравнительно низких напряжениях. Твердые же упругие тела, наоборот, характеризуются большими напряжениями при низких деформациях. Есть определенные отличия и между каучуком и резиной (сшитым каучуком). Если вести деформацию при бесконечно малой скорости, то в каучуке напряжение падает практически до нуля, т. е. он обнаруживает явные признаки вязкой жидкости. В резине же с понижением скорости деформации напряжение снижается, но до некоторого конечного значения, т. е. резина ближе по механическому поведению к твердому упругому телу.[4, С.14]
Вынужденная эластичность, так же как и высокая эластичность, зависит,от скорости дефорлшции, что указывает па ее релаксационный характер. Чем больше скорость деформации, тем боль* ше напряжение, вызывающее вынужденную эластичность. Это означает, что предел вынужденной эластичности с увеличением скорости дефориацгт повышается. Можно вывести следующую эмпирическую зависимость между <ув и скоростью деформации ъ\[2, С.212]
Следует отметить, что Си после РКУ-прессования может показывать и относительно низкую пластичность при растяжении (10%) [326]. По-видимому, это связано с высокой долей малоугловых границ зерен присутствующих в образцах после определенных режимов РКУ-прессования. В работе [61] испытывали Си со средним размером зерен 210нм при сжатии. Испытание проводилось при комнатной температуре с начальной скоростью деформации 1,4 х 10~3с~1. Было также обнаружено, что деформационные кривые для Си с различным размером зерен различаются по форме. Типичными особенностями кривой деформации сжатием в случае наноструктурной Си являются: высокое напряжение течения, равное 390 МПа, значительное начальное деформационное упрочнение в узком интервале степеней деформации (примерно 5%) на начальной стадии деформации, практически полное отсутствие деформационного упрочнения на последующей стадии деформации. Напряжение течения на второй стадии составило около 500 МПа. В то же время пластичность наноструктурной Си была высока. Образцы при сжатии не разрушались даже после максимальной деформации, которая в данном эксперименте равнялось 83%.[3, С.185]
Размер зерна в наноструктурной Си, исследованной в работе [367], намного меньше, чем типичный размер ячеек равный 0,5 мкм в поликристаллической Си, подвергнутой усталостным испытаниям [369, 370, 375]. Это говорит об ограниченной применимости данной концепции для исследования усталостного поведения наноструктурных материалов. Более того, в работе [377] показано, что в режиме низких амплитуд размер зерна меньше критического значения, равного 85 мкм, не оказывает влияния на напряжение циклической деформации. Напряжение насыщения для наноструктурного образца, отожженного при 773 К, соответствует значению, характерному для Си поликристаллов, испытанных при той же самой амплитуде пластической деформации [377]. В отличие от вышеупомянутых закономерностей в случае, когда размер зерна оказывается значительно меньше критического, наблюдается значительно более высокое напряжение насыщения.[3, С.216]
По мере развития эластической деформации напряжение в материале увеличивается, а следовательно, растут эффективная вязкость и сопротивление вращению ротора.[5, С.85]
По мнению А. П. Александрова, при вынужденной эластической деформации напряжение «помогает» макромолекулам преодолевать потенциальные барьеры, препятствующие их деформации, умешшает количество энергии, требуемой для активации цепных молекул. Это, в свою очередь, приводит к падению времени релаксации т в соответствии с выражением[8, С.412]
Некоторые интересные результаты, относящиеся к установлению корреляции между упомянутыми параметрами и механическим поведением образцов, были получены ранее [10, 11]. На рис. 11 показано влияние длины полибутадиеновых блоков и общего содержания полистирола на диаграммы растяжения блоксополимеров СБС. Как и следовало ожидать, при заданном уровне деформации напряжение возрастает с повышением содержания полистирола и остается практически нечувствительным к длине гибких цепей, т. е. зависит от содержания наполнителя. Иными словами, размеры центральных блоков не оказывают такого влияния на механические характеристики, как молекулярный вес участков между сшивками (Мс) для обычных вулканизатов. Этот эффект (или, вернее, его отсутствие)[10, С.105]
В линейной области деформирования при задании гармонич. деформации по закону е=е0 exp scot изменение напряжения а во времени t описывается ур-нием а=о„ ехр г(юН-б). Запаздывание 6 выражается на векторной диаграмме напряжение — деформация как сдвиг фаз (а0 и в„— амплитудные значения напряжения и деформации соответственно, со — круговая частота). Тангенс этого угла tg б численно равен отношению действительной и мнимой частей комплексного модуля упругости: tg б=G"/G'. В нелинейной области деформирования это равенство не выполняется, поскольку при задании гармонич. деформации напряжение может изменяться во времени по негармонич. закону, и разделение комплексного модуля упругости на действительную и мнимую составляющие не имеет смысла.[15, С.291]
В линейной области деформирования при задании гармонич. деформации по закону е^е0 ехр ш( изменение напряжения а во времени t описывается ур-нием ст—ст0 ехр «(coi-f-б). Запаздывание б выражается на векторной диаграмме напряжение — деформация как сдвиг фаз (00 и в0— амплитудные значения напряжения и деформации соответственно, со — круговая частота). Тангенс этого угла tg б численно равен отношению действительной и мнимой частей комплексного модуля упругости: tg 6^=G"'/'G'. В нелинейной области деформирования это равенство не выполняется, поскольку при задании гармонич. деформации напряжение может изменяться во времени по негармонич. закону, и разделение комплексного модуля упругости на действительную и мнимую составляющие не имеет смысла.[13, С.291]
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА СТУДЕНТАМ!!! Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Кепе, Диевского. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
А также: Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и задачника Мещерского. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников, а также решебнки: Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна. Решение любых задач по физике и гидравлике на сайте fiziks.ru
Что самое приятное на любом из этих сайтов Вы можете заказать решение задач по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, материаловедение, ТКМ и другие.