Предположим, что температурный градиент по листу значительно не уменьшился и никаких внутренних термических напряжений не возникло. Но когда лист достигнет комнатной температуры и охлаждение останавливается, то температурный градиент вовсе исчезает. С того времени как температура охлаждаемого листа переходит за предел, ниже которого уже не происходит быстрого устранения внутренних напряжений, температура внутренней части листа начинает понижаться больше, чем температура наружной части. При этом, очевидно, внутренняя часть листа садится больше, чем внешняя, вследствие чего внутренняя часть листа находится под натяжением, внешняя — под сжатием. Другими словами, стекло теперь находится в состоянии внутренних механических напряжений. Можно установить наличие этих напряжений в стекле и их постепенное исчезновение, производя измерения двойного лучепреломления (см. стр. 405—'408).[3, С.304]
Рис. IV.17. Зависимость термических напряжений от температуры в стержне из эпоксидной смолы с закрепленными концами [81] (точки — экспериментальные данные, сплошная линия — расчетная кривая).[4, С.173]
Поскольку возникновение термических напряжений обусловлено релаксационными процессами, их значение зависит от скорости нагревания и охлаждения. Например, при быстром охлаждении поливинилхлорида внутренние напряжения оказываются в 2 раза выше, чем при медленном [82]. Термические напряжения в слоях и пленках полимеров могут быть уменьшены [83, 84] и даже сняты при термообработке вследствие релаксации, а собственные напряжения практически не релаксируют. Если в процессе повторного нагревания не происходит доотверждение или пластическая деформация пленки покрытия, форма зависимости внутренних напряжений от температуры сохраняется постоянной (рис. IV.18). Значение термических напряжений [81; 85; 86; 87, с. 213, 389; 88; 89, с. 40] независимо от типа соединяемых материалов пропорционально разности ТКЛР (Да), модулю упругости[4, С.173]
При определении толщины слоя клея следует учитывать различия в теплофизических свойствах склеиваемых элементов, чтобы исключить возникновение больших термических напряжений, особенно при нестационарных условиях работы. Важен также учет технологических и производственных возможностей: изготовление сопрягаемых деталей с необходимой точностью, наличие оборудования и оснастки, обеспечивающих требуемые температурно-временные режимы и давление склеивания.[1, С.115]
Вторая составляющая — это термические напряжения, вызванные различием термических коэффициентов линейного расширения (ТКЛР) покрытия и подложки. Механизм возникновения термических напряжений изучался при нагревании полимерных[4, С.172]
Со многих точек зрения, чистый кремнезем Si02 почти безупречен как материал для получения стекла. В расплавленном состоянии он легко охлаждается без кристаллизации или расстекло-вывания. Его температурный коэфициент расширения так мал, что он может быть легко охлажден без значительных термических напряжений, и полученный продукт относительно мало чувствителен к последующему нагреванию и охлаждению (его склонность к расстекловыванию при новом нагревании относительно незначительна). Кремнезем механически прочен и обладает высокой сопротивляемостью химическим и физическим воздействиям; начинает размягчаться только при очень высокой температуре.[3, С.290]
Во многих стеклах, особенно на поверхности, встречаются кристаллические участки. Из-за различия плотности стекла в стеклообразном и кристаллическом состоянии возникают значительные внутренние напряжения, приводящие к образованию микротрещин [43, с. 128]. Кроме того, поверхностные микротрещины и другие дефекты возникают в результате термических напряжений, обусловленных неравномерностью охлаждения в процессе обработки [1, 43, с. 128].[4, С.105]
Зависимость внутренних напряжений от количества наполнителя оказывается сложной [82, 94, 104, 108, 114—127], так как введение наполнителя сопровождается и ростом модуля упругости полимера и уменьшением коэффициента термического расширения (снижается Да). Поэтому если даже пренебречь изменением коэффициента Пуассона, можно обнаружить [114], что увеличение количества наполнителя в одном случае будет вызывать рост термических напряжений (увеличение Е превалирует над уменьшением Да), а в других, наоборот, их снижение (уменьшение Да превалирует над ростом Е). Постоянство внутренних напряжений при введении наполнителя означает, что рост Е компенсируется снижением Да. Поскольку термические напряжения значительно больше усадочных, ясно, что их вклад в общий баланс внутренних напряжений оказывается существенным. Было показано [114], что при введении до 50% двуокиси титана в поливинилхлорид происходит увеличение внутренних напряжений с 60 до 120 кгс/см2. Аэросил (до 2%) увеличивает внутренние напряжения в алкид-ных покрытиях [115] с 13 до 25 кгс/см2. Такие же результаты получены при введении окиси цинка, кварцевого песка и сажи в эпоксидную смолу; кварцевого песка, древесной муки, мар-шалита, гипса — в полиэфирную и диметилрезорциновую смолы [108]; двуокиси титана и сажи — в полиэфиракрилаты [94], алкидные и меламиноалкидные покрытия. Снижение внутренних напряжений наблюдали при введении окиси цинка в полиэфиракрилаты [94], окиси свинца и хрома — в полиэтилен [119]. Модификация наполнителей поверхностно-активными веществами дает возможность в ряде случаев снизить внутренние напряжения в наполненных полимерах [118, 120—123, 128].[4, С.177]
Напряжения, возникающие вследствие термического сжатия, могут быть наложены на напряжение аее. Полагая, что упругие сферы находятся в неограниченной упругой матрице, получаем полное аналитическое решение для термических напряжений:[5, С.147]
от описанных выше термических напряжений), которые, вероятно, служат причиной рассыпания разбиваемого необожженного стекла.[3, С.306]
где Ен — модуль наполненного материала в отсутствие термических напряжений; Еп — модуль ненапряженной матрицы; ап, «н — коэффициенты термического расширения соответственно матрицы и наполнителя; еу — удлинение в точке кривой напряжение а — деформация е, где dalds = 0.[2, С.165]
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.