Для изучения процесса релаксации напряжений образцы подвергают деформированию до заданной величины деформации е0, после чего деформация остается постоянной, а напряжение, необходимое для ее поддержания, со временем уменьшается. В результате определяют зависимость напряжения а от времени т при постоянной деформации е0 = const.[3, С.53]
Чисто эластическое деформирование механически полностью обратимо и не связано с разрывом цепи или ползучестью. Однако в реальном каучуке, как и в любом вязкоупругом твердом теле, энергетическое и энтропийное упругое деформирование представляет собой вязкое течение. Отсюда следуют релаксация напряжения при постоянной деформации, ползучесть при постоянной нагрузке и диссипация энергии при динамическом воздействии. Поэтому при моделировании макроскопических механических свойств вязкоупругих твердых тел даже в области деформации, где отсутствует сильная переориентация цепей, следует использовать упругие элементы с демпфированием, содержащие пружины (модуль G) и элементы, учитывающие потери в зависимости от скорости деформирования (демпфер, характеризующийся вязкостью т]). Простейшими моделями служат модель Максвелла с пружиной (G) и демпфером (ц), соединенными последовательно, и Фохта — Кельвина с пружиной (G) и демпфером, соединенными параллельно. В модели Максвелла время релаксации равно t = T]/G, а в мо" дели Фохта — Кельвина то же самое время релаксации более точно называется временем запаздывания. В феноменологической теории вязкоупругости [55] механические свойства твердого тела описываются распределением основных вязко-упругих элементов, характеризуемых в основном временами релаксации т;. Если известны спектры молекулярных времен релаксации Н(1пт), то с их помощью в принципе можно получить модули вязкоупругости [14b, 14d, 55]. Зависимый от времени релаксационный модуль сдвига G(t) выражается[1, С.39]
Графики в правой части на рис 109 показывают, как протекают релаксационные процессы при постоянной деформации. Вследствие более интенсивного разрушения структуры полимерных систем при высоких скоростях предварительного деформирования релаксация, по крайней мере на начальных ее стадиях, Притекает быстрее[7, С.247]
Теперь перейдем к анализу динамической выносливости резины в режимах I и II. При испытании по режиму I зададим большую to- Учитывая, что модуль резины существенно меньше, чем модуль пластмассы, делаем вывод, что в резине разовьются малые напряжения. В целом это означает, что в каждом цикле деформации по режиму I к образцу подводится небольшая работа (А мало) и поэтому образец долго не разрушится (Np велико). Обратная картина при испытании резины по режиму II. Задаем большое о0 при малом значении модуля резины, получим, однако, большое значение ео, а следовательно, и большую работу А, подводимую в каждом цикле. Это приведет к быстрому разрушению, т. е. малому Np. Резиновый (низкомодульный) образец более долговечен при испытании в режиме постоянной деформации.[6, С.210]
При'''постоянной деформации U = consi; ~ = 0) уравнения (14) и (15) для упруго-вязкого тела примут вид:[14, С.161]
В условиях постоянной деформации целесообразно испытывать также сварные пластмассовые изделия. По методу, применяемому в США [231], образец изгибают и помещают в заполненную игепалом стеклянную колбу диаметром 20 и длиной 200 мм, где его выдерживают при 50°С до появления трещин. Образцы для таких испытаний можно вырезать из готовых изделий.-[16, С.267]
Исследования озонного растрескивания при постоянной деформации показывают, что между величиной растрескивания, оцениваемой по времени до появления трещин, и концентрацией озона существует определенная зависимость. Анализ всех известных до 1945 г. работ в этой области позволил Ньютону1 сделать вывод, что произведение концентрации озона (С) на время до появления трещин (ти) для резин из НК есть величина приблизительно постоянная. Позднее2 это соотношение было уточнено для интервала концентраций 10~2—Ю~4%:[15, С.334]
Это же уравнение, разрешенное относительно напряжения при постоянной деформации, дает закон Гука.[13, С.20]
Метод основан на том, что образец резины выдерживается при постоянной деформации (без воздействия агрессивной среды) до окончания быстрых релаксационных процессов и установления практически псстоянной величины растягивающего усилия Р0. Затем образец приводится в контакт с агрессивной средой, на нем образуются трещины и усилие Pt, необходимое для поддержания заданной деформации, уменьшается по мере роста трещин*. По уменьшению усилия можно рассчитать для каждого момента среднюю эффективную величину растрескавшейся части поперечного сечения образца Sr По этим данным может быть построена кривая кинетики роста растрескавшегося слоя, характеризующая среднюю скорость роста трещин.[15, С.264]
Процессы разрушения резин при постоянном небольшом растягивающем напряжении и при постоянной деформации растяжения отличаются. В первом случае скорость разрушения возрастает, так как в оставшемся сечении напряжение все время увеличивается; во втором—в результате процесса релаксации материал разгружается, напряжение падает, и процесс разрушения замедляет-[15, С.106]
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.