Статья по теме: Локальных перенапряжений

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

В процессе деформации материала связи каучук — сажа, образовавшиеся при смешении в хаотическом порядке, разрываются и вновь восстанавливаются в новых положениях, закрепляя на поверхности сажи молекулы каучука, частично ориентированные в направлении деформации. В результате происходят местная релаксация и выравнивание локальных перенапряжений. Чем выше проч-ностьх.связи наполнителя с каучуком, тем большее усиливающее действие он оказывает, так как при последующей деформации и сопутствующей ей ориентации молекул должно произойти большее увеличение напряжения, необходимого для разрыва. Таким образом, выравнивание напряжений в ходе деформации является одной[6, С.265]

Б. А. Догадкин совместно с И. И. Гольбергом предложили зависимость, которая учитывает особенности реальной вулка-„низационной сетки [539]. Из этой зависимости следует, что наличие в структуре вулканизата связей разного типа благоприятно сказывается на его механических свойствах. Это становится понятным, если учесть, что более слабые и легко перегруппировывающиеся связи способствуют релаксации локальных перенапряжений и облегчают ориентацию главных цепей с образованием (в пределе) кристаллических областей. Более прочные связи обеспечивают сохранение целостности пространственной сетки вулканизата при больших деформациях.[3, С.206]

Так. обр., если бы испытываемые на Д. тела обладали идеальным строением, экспериментально определяемый коэфф. у был бы примерно одинаковым для всех тел и равным ~10~23 см3 (объем атома). Такие тела должны были бы обладать теоретич. прочностью. Однако этот коофф. (см. таблицу) меняется от полимера к полимеру и сильно варьирует даже для одного и того же полимера, причем у^>10~23 см3. Это м. б. связано с существованием сильных локальных перенапряжений в мостах, где наиболее интенсивно и идут процессы разрушения (дефекты структуры, края трещин и др.). В этих местах действующее напряжение значительно выше, чем среднее ст. Поэтому величине у/Fa = т можно придать смысл коэфф. перенапряжения.[10, С.380]

Так. обр., если бы испытываемые на Д. тела обладали идеальным строением, экспериментально определяемый коэфф. Y был бы примерно одинаковым для всех тел и равным ~10~23 см2 (объем атома). Такие тела должны были бы обладать теоретич. прочностью. Однако этот коэфф. (см. таблицу) меняется от полимера к полимеру и сильно варьирует даже для одного и того же полимера, причем у^>10~23 см3. Это м. б. связано с существованием сильных локальных перенапряжений в местах, где наиболее интенсивно и идут процессы разрушения (дефекты структуры, края трещин и др.). В этих местах действующее напряжение значительно выше, чем среднее а. Поэтому величине у/Fa= т можно придать смысл коэфф. перенапряжения.[12, С.377]

Эти экспериментальные данные объясняются исследователями различно. Догадкин и Тарасова [3, 7] объясняют влияние природы поперечных связей на прочность вулканизатов двумя факторами: энергией диссоциации химических связей и длиной сшивок. При переходе от углерод-углеродных свя-зей к полисульфидным их энергия уменьшается [1]. Авторы [1] Считают, что если основные цепи соединены «слабыми» связями с-энергией ниже, чем связь основной полимерной цепи (полисульфидные, «солевые»), то эти связи способны в условиях растяжения разрываться и вновь восстанавливаться, что способствует диссипации локальных перенапряжений. Если же цепи соединены «прочными» связями, то при деформации будут разрываться цепи (в первую очередь — более короткие), при этом напряжение в соседних цепях возрастает, что вызовет, в пределе, разрушение вулканизата. Аналогичных взглядов придерживаются Бейтман [71] и Маллинз [70]. Явление перегруппировки полисульфидных поперечных связей под действием больших напряжений эксперименталь-[5, С.97]

Влияние температуры на динамическую выносливость неоднозначно и зависит от режима деформирования и среды, в которой эксплуатируется полимер. В инертной среде, где скорость механохимнческчх реакций невысока, член ДУ в уравнении (5.62) невелик, и повышение температуры приводит к росту динамической усталости. Эго обусловлено ускорением релаксационных процессов, что приводит к снижению напряжения в системе и сдвигу в сторону более мягких режимов. В среде кислорода, озона влияние температуры зависит от режима деформирования. При ео>80* наблюдается наибольший саморазогрев, увеличивается ДУ и усчалостная выносливость снижается. При ео<Ео* саморазогрев незначителен и усталостная выносливость определяется температурой окружающей среды. Повышение температуры в интервале, в котором вероятность термодеструк-цнн мала, способствует выравниванию локальных перенапряжений и приводит к росту динамической выносливости.[1, С.340]

ориентации. В то же время нарастает напряжение на уже сформированных элементах ориентированной структуры, к-рые больше «не могут» перестраиваться. Повышению локальных перенапряжений способствует то обстоятельство, что с ростом вытяжки постепенно развивается надмолекулярная нерегулярность — дисперсность размеров «больших периодов» в фибриллах ориентированного полимера. И тогда начинается кинетич. разрушение ориентированной структуры вследствие термофлуктуационных разрывов химич. связей, напряженных ориентирующей силой, т. о. за счет разрывов цепных молекул. В результате образец разрушается.[9, С.261]

ориентации. В то же время нарастает напряжение на уже сформированных элементах ориентированной структуры, к-рые больше «не могут» перестраиваться. Повышению локальных перенапряжений способствует то обстоятельство, что с ростом вытяжки постепенно развивается надмолекулярная нерегулярность — дисперсность размеров «больших периодов» в фибриллах ориентированного полимера. И тогда начинается кинетич. разрушение ориентированной структуры вследствие термофлуктуационных разрывов химич. связей, напряженных ориентирующей силой, т. е. за счет разрывов цепных молекул. В результате образец разрушается.[13, С.259]

ра. Высокая прочность в отсутствие наполнителей обнаруживается у вул-канизатов, которые легко кристаллизуются при деформировании и, таким образом, являются само упрочняющимися [98, 101, 102]. Примерами таких эластомеров могут служить вулканизаты бутилкаучука, натурального каучука и ряда других. При деформировании таких эластомеров в рроцессе их кристаллизации растет внутренняя вязкость и все большее число цепей из-за повышения внутреннего трения вовлекается в процесс деформирования, что приводит к распределению нагрузки на большее число цепей и тем самым к снижению локальных перенапряжений. Это позволяет осуществлять вытяжку цепей ближе к их геометрическим пределам (Я,^ор). Такой процесс, естественно, характеризуется высоким уровнем диссипации энергии. В значительно меньшей мере процессы самоупрочнения протекают на глубоких стадиях деформирования для некристаллизующихся сшитых эластомеров [93]. В этом случае происходит перераспределение напряжений как вследствие образования более упорядоченных агрегатов цепей, так и вследствие сильного повышения модуля упругости полностью вытянутых цепей. Очевидно, что эти механизмы самоупрочнения менее эффективны по сравнению с кристаллизацией.[7, С.222]

где U0 получается путем экстраполяции прямых U (о) на ось координат, т. е. к значениям 0 = 0, у— структурночувствительный коэффициент, определяемый из наклона прямых U(a). Из анализа уравнения (VIII.8) видно, что член уа выражает работу, которую выполняет внешняя сила — напряжение о в разрушении тела, т. е. долю работы, приходящуюся на механическое разрушение. Остальная часть работы U0—уа совершается за счет тепловых флуктуации, т. е. за счет запаса-внутренней энергии тела. Если бы разрушаемые тела имели идеальную структуру, то прилагаемое напряжение распределялось бы равномерно по всем связям и молекулам, находящимся в поперечном сечении образца. Грубо работу такой силы можно было бы характеризовать как произведение напряжения на поперечное сечение атома или молекулы 5а и на А/— растяжение межатомных связей до их разрыва: A?/ = aSaA/, но 5аА/~Уа — объему атома, т. е. \U=V&a. По смыслу AU = ya, т. е. работе, производимой внешними силами при разрыве связи. Очевидно, что коэффициент у эквивалентен V&, т. е. объему атома 10~"23 см. Если бы это было так, то все тела обладали бы одинаковой прочностью. Однако установлено, что у различно для разных монокристаллических тел. У полимеров у изменяется в широком диапазоне и всегда у^Ю-23 см, что может быть связано с неоднородностью структуры полимеров, а следовательно, с наличием локальных перенапряжений в отдельных местах. Отсюда ясно, что у характеризует степень неоднородности распределения напряжений, а также учитывает тот объем, в котором происходят единичные акты термо-флуктуационного разрушения.[8, С.221]

где UQ получается путем экстраполяции прямых U (а) на ось координат, т. е. к значениям а = 0, у— структурночувствительный коэффициент, определяемый из наклона прямых U(a). Из анализа уравнения (VIII.8) видно, что член уд выражает работу, которую выполняет внешняя сила — напряжение а в разрушении тела, т. е. долю работы, приходящуюся на механическое разрушение. Остальная часть работы U0—уа совершается за счет тепловых флуктуации, т. е. за счет запаса внутренней энергии тела. Если бы разрушаемые тела имели идеальную структуру, то прилагаемое напряжение распределялось бы равномерно по всем связям и молекулам, находящимся в поперечном сечении образца. Грубо работу такой силы можно было бы характеризовать как произведение напряжения на поперечное сечение атома или молекулы 5а и на А/ — растяжение межатомных связей до их разрыва: At/ = aSaA/, но SaA/fwVa — объему атома, т. е. At/= V'ao. По смыслу А ?7=-уст, т. е. работе, производимой внешними силами при разрыве связи. Очевидно, что коэффициент у эквивалентен Va, т. е. объему атома 10~23 см. Если бы это было так, то все тела обладали бы одинаковой прочностью. Однако установлено, что у различно для разных монокристаллических тел. У полимеров у изменяется в широком диапазоне и всегда у^Ю"23 см, что может быть связано с неоднородностью структуры полимеров, а следовательно, с наличием локальных перенапряжений в отдельных местах. Отсюда ясно, что у характеризует степень неоднородности распределения напряжений, а также учитывает тот объем, в котором происходят единичные акты термо-флуктуационного разрушения.[11, С.221]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь