Длинные и гибкие цепи полимера способствуют монотонному частично неупругому деформированию материала при постоянной нагрузке, а именно деформации ползучести. В статистических теориях разрушения обычно специально не рассматривается степень деформации при ползучести. Можно напомнить (разд. 3.4, гл. 3), что кинетическая теория Журкова и Буше также не учитывает деформацию ползучести как один из видов деформирования. В теории Сяо—Кауша, разработанной для твердых тел, не обладающих сильной неупругой деформацией, рассматривается зависимость деформации от времени, которая считается, однако, следствием постепенной деградации полимерной сетки. Буше и Халпия специально рассматривают макроскопическую ползучесть, чтобы учесть соответствующие свойства молекулярных нитей, которые в свою очередь оказали бы влияние на долговечность материала. Согласно их теории, запаздывающая реакция матрицы каучука или термопласта вызывает задержку (вследствие влияния на /ь) роста зародыша трещины до его критического размера.[1, С.278]
Еще более простой и более доступный метод расчета деформации ползучести элементов инженерных конструкций опирается на линейно-логарифмическое приближение для модуля ползучести E(t) :[1, С.281]
Из предыдущих рассмотрений следует, что значения у для ПММА, ПВХ, ПЭ могут быть с трудом объяснены с позиций разрыва цепей, если не допускать существования чрезвычайно высоких концентраций напряжения. В случае ПВХ величина v соответствует (1,7 нм)3, что указывает на вовлечение больших областей в процесс активации ползучести. Тот факт, что данные всех типов разрушения ПВХ описываются одним уравнением, по-видимому, свидетельствует о том, что в этом случае все типы разрушения зависят от деформации ползучести. Если структурное ослабление вызывается ползучестью, то окончательное ослабление может быть трех видов, например хрупким разрушением при больших напряжениях, пластическим ослаблением или развитием трещины при ползучести. Поскольку последний[1, С.285]
К измеряемым макроскопическим параметрам, влияющим на развитие усталости материала, относятся деформация ползучести и скорость деформации [72, 116, 122, 123, 147]. Миндел и др. [122] изучали скорость ползучести в зависимости от деформации при чистом сжатии поликарбоната. Эти же авторы обнаружили, что эффективность усталостного нагружения возрастает благодаря увеличению скорости деформации после каждого перерыва нагружения. Поскольку величина деформации, после которой начинается ускоренная ползучесть, остается постоянной (8,8%), выносливость снижается. Ползучесть при растяжении часто вызывает усталостное ослабление полимеров. В 1942 г. Буссе и др. [72] предложили данный механизм для полиамида, хлопчатобумажного волокна и вискозы. Брюллер и др. [147] утверждали, что циклические деформации ползучести рассчитываются с помощью принципа суперпозиции Больцмана.[1, С.302]
Каган и др. [121] изучали влияние надмолекулярной организации на прочность ПЭВП, зависящую от времени. Они получили хорошее соответствие между 1-часовой (пластической) прочностью при ползучести и прочностью при вынужденной эластичности материалов с различной кристалличностью, плотностью (0,945<р<0,960 г/см3), размером кристаллитов и диаметром сферолитов. Эти параметры едва ли влияли на активационный объем у и лишь немного на энергию активации процесса пластического деформирования (параллельное смещение пластической ветви кривой а—lg(^o))- В то же время при увеличении плотности и размера кристаллитов и при уменьшении диаметра сферолитов они выявили явную тенденцию к увеличению долговременной прочности при хрупком разрушении (сопротивления образованию трещин при ползучести). Гаубе и др. [117] также сообщают, что с увеличением кристалличности (т. е. плотности) ПЭ, ПП, ПЭТФ, ПОМ, ПА возрастает прочность при вынужденной эластичности (при более низких значениях деформации) и прочность при пластическом деформировании. Однако они указывают, что уменьшение прочности при хрупком разрушении в области крутой части зависимости происходит тем скорее, чем выше кристалличность и меньше молекулярная масса. В полиэтилене с очень высокой молекулярной массой совсем не образуются трещины при ползучести. Судя по этим наблюдениям, процесс образования трещин при ползучести, по-видимому, связан с постепенным распутыванием цепей и раскрытием пустот в межкристаллических и (или) межсферолитных областях. Оба механизма совершенно не должны зависеть от деформации ползучести. Факт, что трещины при ползучести обычно регистрируются лишь в течение очень короткого промежутка времени, до того как они вызовут окончательное ослабление, свидетельствует о том, что эти трещины, раз уж они образовались, растут со значительными скоростями.[1, С.286]
Последующая часть относительной деформации ползучести реализуется только со временем и является частично необратимой даже при освобождении из зажимов и выдерживании в термостате в течение длительного времени. Этот участок ползучести изображается прямой с различным наклоном к оси времени, зависящим от типа вулканизационных структур. Образцы, вулканизованные[7, С.208]
Относительные деформации ползучести рассчитывают по формуле[2, С.63]
Для измерения деформации ползучести в неизотермическом режиме можно воспользоваться любой установкой, предназначенной для регистрации ползучести в изотермических условиях, с дополнительным устройством, позволяющим проводить нагревание по заданному режиму.[8, С.79]
Рис. 9.17. Дополнительные деформации ползучести ориентированных монофиламентных волокон полипропилена при различных напряжениях; обозначения кривых — см. в подписи к рис. 9.13 (по Уорду и Уолфу).[9, С.206]
Природа релаксирующего напряжения и деформации ползучести может быть разной в зависимости от релаксационного состояния. В твердом полимере в стеклообразном состоянии упругий элемент изображает упругую деформацию еупр, а в высокоэластическом состоянии (эластомеры) — высокоэластическую деформацию евэл.[4, С.216]
В таблице сопоставлены измеренные значения деформации ползучести при сложной программе нагружения с теоретическими предсказаниями, основанными на мультиинтегральном представлении и результатах измерений ползучести при одноступенчатом нагружении, а также на использовании простейшего метода линейной суперпозиции. Последняя колонка таблицы представляет собой поправки, обусловленные учетом нелинейной суперпозиции.[9, С.207]
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.