На главную
Статья по теме: Зависимости прочности
Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина
Временные зависимости прочности в механике разрушения получаются при учете временных эффектов неупругой деформации, протекающей особенно сильно в местах перенапряжений. Были предложены соответствующие модели разрушения и теории длительной прочности [4.1 — 4.6]. Однако все они объясняют временную зависимость прочности только вязкоупругих тел. Временную зависимость хрупкой прочности механика разрушения не объясняет.[23, С.79]
Экспоненциальная формула температурно-временной зависимости прочности (VI. 20). применима в достаточно широком интервале долговечности -т, охватывающем экспериментально . наблюдаемые значения от 10~3 до 108 с. Она нарушается лишь непосредственно вблизи критического напряжения акр и безопасного напряжения сто (рис. VI. 19). При малых напряжениях линейность зависимости Igt — 0 нарушается и кривая . загибается вверх, асимптотически приближаясь к вертикали, соответствующей безопасному напряжению 00 или к оси ординат, если оо близко к нулю. В ряде случаев были получены долговечности полимеров при очень длительных наблюдениях. При малых напряжениях действительно обнаруживается резкий подъем кривой долговечности,[2, С.211]
Существующие кинетические концепции температурно-времен-ной зависимости прочности полимеров делятся на два класса. В одних считается, что основным механизмом, определяющим эту зависимость, является флуктуационный разрыв химических связей макромолекул. В других, что под нагрузкой развивается процесс микровязкого течения, в результате которого спутанные макромо-лекулярные клубки распрямляются. При этом число держащих нагрузку цепей, пересекающих единичное сечение, уменьшается до тех пор, пока нагрузка на цепь не достигнет ее критической прочности. Тогда образец разрушается атермически. По-видимому, первая концепция лучше отражает действительные процессы, протекающие в аморфно-кристаллических полимерах под нагрузкой. Если бы процессом, подготавливающим разрыв, было микровязкое течение, тО на энергию активации lfao существенно влияли бы факторы, регулирующие межмолекулярное взаимодействие, такие как ориентация и "пластификация, а также длина цепей. Однако экспе-* римент показывает, что энергия активации а0 не зависит ни от ориентации, ни от наличия пластификаторов, ни от молекулярной массы [16]. Кроме того, если бы за разрыв образца были ответственны межмолекулярные силы, то 1Гао не должна была бы-обнаруживать корреляцию с энергией активации термодеструкции.[2, С.206]
Рис. VI. 21. Схема временной зависимости прочности предельно ориентированного полимера.[2, С.215]
Рис. VI. 19. Схема временной зависимости прочности при растяжении полимера.[2, С.212]
Зависимость скорости роста микротрещин при атермическом механизме от напряжения должна приводить к временной зависимости прочности. Заметим, что по мере роста краевой микротрещины в глубь образца напряжение о' в еще не разрушенном поперечном сечении постепенно возрастает (растягивающая нагрузка в процессе опыта сохраняется постоянной). Одновременно• Boapacrai-[3, С.308]
При больших напряжениях, близких к критическому 0кр, которым соответствует долговечность т<10~3 с, кривая временной зависимости прочности пойдет как показано на рис. VI.19 штрих-пунктирной линией. Это объясняется тем, что при очень малых[2, С.212]
Временные зависимости деформационно-прочностных характеристик полимеров детально были изучены Буссе и Лессингом на хлопковых волокнах и Голландом и Тернером на силикатных стеклах*. Систематическое изучение временной и температурной зависимости прочности твердых тел и ее связи с механизмом разрушения было проведено Журковым с сотрудниками [16, см. также **].[2, С.205]
Атермический механизм наблюдается и при кратковременных нагружениях, когда вероятность тепловых флуктуации ничтожно мала и процесс разрыва определяется напряженным состоянием полимера (кривая / на рис. 11.5). Критическое напряжение определяется формулой (11.34). При а>0к наблюдается слабая временная зависимость прочности по уравнению, приведенному в табл. 11.2, и графически изображенная на рис. 11.5 (кривая 1). Причиной этой слабой временной зависимости прочности в хрупком твердом теле являются в основном потери второго вида (динамические потери). Очагами разрушения в атермическом механизме являются микротрещины, причем кинетика процесса разру-[3, С.307]
Для органического стекла уравнение (11.38) при <о^ак представлено в виде кривой / (см. рис. 11.5), состоящей из вертикальной ветви 1 (а) и горизонтальной ветви 1 (Ь). Как видно, атерми-ческая временная зависимость прочности хрупкого материала выражена довольно слабо: при а<ак долговечность равна бесконечности, при а = ак она равна тк==0,5 лтоо, а при а->оо стремится к значению TOO ==4-10~6 с. Как видно, долговечность при а = ак сразу скачком изменяется от Тд=ос до тк — предельно малой величины, а затем при увеличении а лишь слабо уменьшается до т». Таким образом, атермический процесс разрушения хрупкого материала практически не приводит к существенной временной зависимости прочности.[3, С.309]
Для выяснения зависимости прочности а от молекулярной ориентации запишем уравнение долговечности (11.29) в виде[3, С.328]
... отрезано, скачайте архив с полным текстом !
Полный текст статьи здесь
Решение задач по химии любой сложности. Для студентов-заочников готовые решения задач из методичек Шимановича И.Л. 1983, 1987, 1998, 2001, 2003, 2004 годов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кауш Г.N. Разрушение полимеров, 1981, 440 с.
2. Бартенев Г.М. Курс физики полимеров, 1976, 288 с.
3. Бартенев Г.М. Физика и механика полимеров, 1983, 392 с.
4. Кулезнев В.Н. Химия и физика полимеров, 1988, 312 с.
5. Тагер А.А. Физикохимия полимеров, 1968, 545 с.
6. Барштейн Р.С. Пластификаторы для полимеров, 1982, 197 с.
7. Донцов А.А. Хлорированные полимеры, 1979, 232 с.
8. Тагер А.А. Физикохимия полимеров Издание второе, 1966, 546 с.
9. Чернин И.З. Эпоксидные полимеры и композиции, 1982, 231 с.
10. Пашин Ю.А. Фторопласты, 1978, 233 с.
11. Барамбойм Н.К. Механохимия высокомолекулярных соединений Издание третье, 1978, 384 с.
12. Бартенев Г.М. Прочность и разрушение высокоэластических материалов, 1964, 388 с.
13. Бокшицкий М.Н. Длительная прочность полимеров, 1978, 312 с.
14. Гуль В.Е. Структура и прочность полимеров Издание третье, 1978, 328 с.
15. Донцов А.А. Процессы структурирования эластомеров, 1978, 288 с.
16. Кармин Б.К. Химия и технология высокомолекулярных соединений Том 6, 1975, 172 с.
17. Липатов Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров, 1977, 303 с.
18. Малкин А.Я. Методы измерения механических свойств полимеров, 1978, 336 с.
19. Папков С.П. Физико-химические основы переработки растворов полимеров, 1971, 372 с.
20. Перепечко И.И. Введение в физику полимеров, 1978, 312 с.
21. Ребиндер П.А. Проблемы физико-химической механики волокнистых и пористых дисперсных структур и материалов, 1967, 624 с.
22. Берлин А.А. Основы адгезии полимеров, 1974, 408 с.
23. Бартенев Г.М. Прочность и механика разрушения полимеров, 1984, 280 с.
24. Иржак В.И. Сетчатые полимеры, 1979, 248 с.
25. Каргин В.А. Избранные труды структура и механические свойства полимеров, 1979, 452 с.
26. Михайлов Н.В. Основы физики и химии полимеров, 1977, 248 с.
27. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров том 1, 1972, 612 с.
28. Красновский В.Н. Химия и технология переработки эластомеров, 1989, 140 с.
29. Кулезнёв В.Н. Основы физики и химии полимеров, 1977, 248 с.
30. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 1, 1974, 609 с.
31. Коршак В.В. Химия и технология синтетических высокомолекулярных соединений Том 9, 1967, 946 с.
32. Перепелкин К.Е. Растворимые волокна и пленки, 1977, 104 с.
На главную
|