Итак, за теоретическую прочность полимера от принимается прочность полимерных цепей с «идеальной» структурой, равномерно нагруженных при деформации. При этом структура кар-боцепных полимеров считается идеальной, если в цепях нет ослабленных связей С—С, а ее прочность характеризуется табличным значением прочности связи С—С для изолированных атомов, равной 345 кДж/моль [1.2].[7, С.19]
Борн9 рассчитал теоретическую прочность каменной соли при всестороннем равномерном растяжении, а Двикки10—при одноосном растяжении. Результаты этих расчетов, как и последующие расчеты теоретической прочности, строго говоря, справедливы только при температуре абсолютного нуля.[4, С.11]
Чтобы оценить предельное напряжение, которое полимер может выдержать, не разрушаясь, рассчитывают теоретическую прочность. Наиболее просто это сделать для кристаллического тела с известными параметрами кристаллической решетки и известной энергией связей в решетке. Например, чтобы определить теоретическую прочность кристалла поваренной соли, умножим энергию ионных связей в кристаллической решетке Na+Cl~ на число таких связей в единице поперечного сечения образца, рассчитаем работу разрушения кристалла, а затем и напряжение, необходимое для осуществления этой работы. Для кристалла NaCl получим значение напряжения около 2000 МПа. Для определения реальной прочности следует испытать экспериментально специально приготов-[1, С.194]
Полагая энергию связи С—С и отвечающую ей частоту собственных колебаний в полиэтилене такими же, как в этане [66], рассчитывают теоретическую прочность полиэтилена ас-с, которая оказывается равной: огС-с = —^- ^ 6- 1СГ4 дин/связь. Экспериментальным путем найдено, что стС-с = 5,7-10~4 дин/связь.[6, С.51]
Практически полное совпадение результатов и расчета эксперимента в данном примере случайно, поскольку расчеты носят приближенный характер. Теоретическую прочность можно также рассчитать, пользуясь соотношением[6, С.51]
Величина оп называется предельно достижимой прочностью: при Г- О К оп = ^р°/^а, а при VI? ~ЕЛ (^д — энергия диссоциа-. ций связей) получаем теоретическую прочность оП1. В реальных полимерах[2, С.322]
Таким образом, достижение предельного напряжения, которое выдерживает полимерный материал и которое обычно называют его прочностью, никогда не обусловлено концентрацией и прочностью связей, проходящих через сечение образца (именно так определяют теоретическую прочность полимера), а связано с числом и размером неоднородностей, которые инициируют пластические деформации, субмикротрещины, микротрещины, магистральные трещины и, наконец, приводят к разрушению полимера.[8, С.219]
В неориентированном же материале рвется не только V3 химических связей, но и часть вандерваальсовых связей, вкладом которых в грубом расчете можно пренебречь. При этом теоретическая прочность предельно ориентированного материала а'т должна превышать теоретическую прочность неориентированного ат в п раз, где я>1. Следовательно[4, С.143]
Связи С—С являются основными для многих органических полимеров, а связи Si—О — для неорганических полимеров (силикатные стекла). Алмаз образован связями С—С, а кварцевое стекло — связями Si—О. Для кварцевого стекла Нараи-Сабо и Ладик [1.3] рассчитали теоретическую прочность при растяжении ато = 25,08 ГПа, что близко к ат ориентированных полимеров. Для алмаза (см. с. 16) характерны значительно более высокие значения ат, так как плотность расположения связей С—С в объеме алмаза выше, чем у линейных полимеров. Насколько высоки резервы прочности ориентированных полимеров, видно из того, что на практике наибольшая прочность, достигнутая при ориентационной вытяжке капроновых волокон, равна 1,0—1,5 ГПа, что значительно ниже теоретической прочности.[7, С.17]
Прочность полимеров в конечном итоге зависит от сил взаимодействия между частицами (атомами, молекулами), из которых состоят эти вещества. Таким образом, зная величину валентных и межмолекулярных сил, а также число макромолекул, приходящееся на единицу сечения образца, можно в принципе вычислить максимальную, теоретическую прочность материала, т. е. способность тела выдержать без нарушения его сплошности нагрузку в течение заданного времени.[3, С.413]
Сказанное подтверждается результатами Шенда48, который, исходя из экспериментальных данных и формулы Нейбера для коэффициента концентрации напряжения, рассчитал для стекол перенапряжение в вершине трещины з,'„, при котором разрушение стекла происходит с большими скоростями. Эта величина различна для разных стекол, но во всех случаях превышает в 2 — 3 раза теоретическую прочность, рассчитанную по формуле Орована.[4, С.25]
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.