На главную

Статья по теме: Статической усталости

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Исследования статической усталости резин производились главным образом при деформации растяжения. В работе2 исследовались резины из СКС-30: ненаполненные с 0,3 и 3% серы в расчете на каучук (равновесные модули 2 и 12 кгс!см?) и наполненная с 50 частями сажи и 3/6 серы (условно-равновесный модуль 30 кгс/см?). Резины испытывались под действием постоянных нагрузок различной величины при 20 'С практически в отсутствие свето-озонного воздействия. Долговечность определялась как среднее значение из 15—20 испытаний. Образцы имели рабочую длину 25 мм, ширину 7 мм, толщину 6 мм. Как показано в этой работе, временная зависимость прочности низкомодульной ре-[4, С.172]

Выше рассмотренное явление падения прочности во времени, получившее название статической усталости **, связано с тем, что возможны образование и рост трещины при напряжениях, которые меньше теоретической прочности (см. с. 419). Однако в этих условиях скорость распространения трещин или надрывов настолько мала, что разрушение образца наступает только по истечении более или менее длительного промежутка времени. При достаточно низких температурах, разных для различных полимеров, когда величина долговечности сравнительно велика, статической усталостью можно пренебречь[3, С.424]

Различие процессов связано с тем, что разрушаются разные связи, и скорость коррозионного растрескивания значительно больше, чем скорость разрушения при статической усталости. С этим связаны избирательность коррозионного растрескивания, наличие зависимости скорости разрушения от концентрации агрессивной среды и возможность исследовать его закономерности в широком диапазоне деформаций вплоть до очень малых.[4, С.268]

При действии переменных, в частности периодических или циклических, нагрузок процессы разрушения полимеров осложняются действием ряда факторов, не наблюдаемых при статической усталости. Снижение прочности материала под действием переменных нагрузок принято называть динамической усталостью материала (или просто усталостью).[1, С.329]

Анализ имеющегося материала по закономерностям разрушения резин в агрессивных средах и в их отсутствие показывает, что коррозионное растрескивание следует рассматривать как явление своеобразной статической усталости. Об этом свидетельствуют черты сходства между этими двумя процессами. Однако коррозионное растрескивание имеет свои особенности. Сходство процессов основано на том, что акт развития микротрещин в обоих случаях принципиально одинаков. Развитие происходит за счет разрушения связей, внешне оно проявляется в одинаковом качественном и количественном влиянии величины напряжения, а также равномерности его распределения на процесс растрескивания и время до разрыва. Это сходство, кстати, позволяет успешно использовать для объективной характеристики коррозионного растрескивания такой основной показатель статической усталости, как долговечность.[4, С.268]

Временная зависимость прочности полимеров, рассмотренная в предыдущих разделах, наблюдается при действии на материал постоянных нагрузок (напряжений). Это явление было названо статической усталостью или длительной прочностью материала [12; 11.31]. Результаты экспериментальных и теоретических исследований статической усталости полимеров являются фундаментальными в выяснении природы и механизмов разрушения этих материалов, а также для инженерной оценки и прогнозирования долговечности изделий.[1, С.329]

Разрушение материалов под действием механических сил происходит с разрывом вандерваальсовых или химических связей и поэтому в общем виде может рассматриваться как результат преодоления взаимодействий между частицами тела. Этот процесс может происходить не только под действием механических напряжений, но и под влиянием других факторов (тепло, растворители, химические агенты), что приводит к общности закономерностей статической усталости и коррозионного разрушения. При этом сходство процессов коррозионного разрушения и статической усталости отнюдь не ограничивается только резинами, а присуще всем материалам и с этой точки зрения представляет более общий интерес.[4, С.8]

Механо-химические явления характерны только для высоко-полимеров (в широком смысле слова), так как только на длинных молекулах с замедленной релаксационной способностью могут быть сосредоточены механические напряжения, достаточные для разрыва химических связей. Интенсивность разрушения химических связей в полимере зависит от величины прикладываемой силы, температуры и активности среды. В разной степени этот процесс происходит при статической усталости, утомлении, химической релаксации, а также при таких сильных механических воздействиях на полимеры, как дробление, резание, вальцевание, ультразвуковое воздействие. В структурированном полимере в результате разрушения пространственной сетки могут происходить процессы, внешне сходные с процессами, характерными только для линейных полимеров (течение). Так, при термомеханическом48 и термохимико-механическом40 воздействии наблюдалась химическая релаксация, а при действии больших напряжений—химическое течение пространственных полимеров1"> 80>81. При этом хи-[4, С.256]

Химически активные среды влияют на прочностные свойства материалов еще сильнее, чем физически активные. Эффект бывает настолько значительным, что разрушение напряженных материалов при одновременном воздействии химически активной среды часто рассматривалось как явление, не связанное с прочностными свойствами тел,—как качественно иной процесс. Так, например, при действии озона на растянутую резину скорость процесса разрушения мэжет при определенной концентрации О:! увеличиваться в сотни тысяч раз пэ сравнению со скоростью разрушения в отсутствие озона. Не раз высказывавшаяся одним из авторов и прэвэдчмдл в этой книге идея о сходстве процессов коррозионного разрушения и статической усталости в последнее время начинает получать все более широкое распространение. Так, например, высказывается мнение, что существует аналогия между озонным растрескиванием резин и растрескиванием пластиков под влиянием механических напряжений33. В одной из японских работ31 процесс развития озонных трещин в растянутой резине описывается с пэмэщью такого же метода и аналогично тому, как это делается при рассмотрении развития трещин в процессе хрупкого разрыва твердых тел35.[4, С.250]

В гл. XI рассмотрены закономерности, общие для статической усталости и коррозионного разрушения, в гл. XII и XIII—особенности коррозионного разрушения высокоэластических материалов.[4, С.268]

При растрескивании и разрыве полимерных материалов в отсутствие химического взаимодействия должны преобладать процессы разрушения химических связей под действием напряжения. В присутствии химически активной среды дело обстоит сложнее. Помимо процессов, сопровождающихся разрывом химических связей, идут реакции присоединения, замещения и др., не вызывающие деструкции молекул полимера. Поэтому не во всех случаях одновременное воздействие химически активной среды и напряжения вызывает характерное для явления статической усталости растрескивание резин в направлении, перпендикулярном направлению растяжения. Например, если происходит очень интенсивное взаимодействие полимера со средой, сопровождающееся полным химическим перерождением материала (например, действие концентрированной азотной кислоты' на НК), на его[4, С.274]

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



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.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бартенев Г.М. Физика и механика полимеров, 1983, 392 с.
2. Нелсон У.Е. Технология пластмасс на основе полиамидов, 1979, 255 с.
3. Шур А.М. Высокомолекулярные соединения, 1981, 656 с.
4. Бартенев Г.М. Прочность и разрушение высокоэластических материалов, 1964, 388 с.
5. Бокшицкий М.Н. Длительная прочность полимеров, 1978, 312 с.
6. Гуль В.Е. Структура и прочность полимеров Издание третье, 1978, 328 с.
7. Бартенев Г.М. Прочность и механика разрушения полимеров, 1984, 280 с.
8. Михайлов Н.В. Основы физики и химии полимеров, 1977, 248 с.
9. Кулезнёв В.Н. Основы физики и химии полимеров, 1977, 248 с.

На главную