Считается, что кратковременная прочность 0Р близка к ас. Поэтому в ряде работ [6.41, 6.42] изменение характеристической энергии разрушения полимеров и стекол с температурой рассчитано по формуле (6.48) на основании экспериментальной температурной зависимости <тр. При этом для хрупкого разрыва полимеров значение ар с ростом температуры снижалось по закону, близкому к линейному (кривая ) на рис. 6.20). В соответствии с этим сделали вывод, что GK уменьшается с повышением температуры (кривая 3). Но известно, что ниже Тс деформационные механические потери имеют тенденцию к возрастанию с повышением температуры, проходя на отдельных участках через релаксационные максимумы (кривая 2).[5, С.182]
Это уравнение справедливо при средних значениях о; при очень больших о полимер ведет себя как твердый стеклообраз-кый, и зависимость т от о подчиняется экспоненциальному закону (5.43), при очень малых о^сго т-^«з. Кратковременная прочность в режиме т = соп8^ равна[3, С.332]
Разрушение стеклообразных полимеров. Стеклообразные полимеры при температуре, близкой к О К, находятся в хрупком состоянии и разрушаются по атермическому механизму. Поведение таких материалов описывается теоргей Гриффита. Кратковременная прочность зависит от модуля упругости и характе-[3, С.328]
Важнейшей характеристикой прочностных свойств является долговечность тл (время, в течение которого нагруженный образец не разрушается), отражающая кинетический характер процесса разрушения. В инженерной практике используются понятия кратковременной и длительной прочности. Кратковременная прочность 0Р (или разрывное напряжение) обычно определяется на разрывных машинах при заданных режимах скорости нагруже-ния и скорости деформации. Характерное время до разрушения —• порядка 102 с. Длительная прочность обычно определяется при нагружении статическими или переменными нагрузками, малыми по сравнению с пределом прочности <Тр. Кратковременная и длительная прочность полимеров относятся к технической прочности, которая обычно значительно ниже так называемой теоретической прочности материала с идеальной структурой.[2, С.281]
Важнейшей характеристикой прочностных свойств является долговечность т. (время, в течение которого нагруженный образец не разрушается), отражающая кинетический характер процесса разрушения. В инженерной практике используются понятия кратковременной и длительной прочности. Кратковременная прочность, или разрывное напряжение <гр, обычно определяется на разрывных машинах при заданных режимах скорости нагру-жения, которые соответствуют т= 1 -г-10 с. Длительная прочность обычно определяется при нагружении статистическими или переменными напряжениями, малыми по сравнению с <гр. Прочность полимеров значительно ниже теоретической прочности материала с идеальной структурой (гл. 1). Причина низкой прочности реальных материалов заключается в наличии микротрещин и других слабых мест (дефектов) структуры, вблизи которых под действием внешних или внутренних напряжений возникают локальные концентрации напряжений. Трещины в упругом твердом теле приводят к разрушению.[5, С.60]
Испытаны стеклопластиковые образцы на эпоксидно-феноль-ном связующем с наполнителем в виде ткани полотняного переплетения из стеклонити диаметром 0,1 мм. Форма образцов — цилиндрическая, диаметр 5 мм, рабочая часть (75 мм) расположена внутри калориметра. Образцы испытаны на одноосное рас-чнженпе при скорости движения активного захвата 0,6 мм/мин. Предварительно определялась усредненная (по нескольким значениям) кратковременная прочность R. Температура испытаний Т = 20 и 50 °С. Испытания проведены в режиме циклического (пилообразного) нагружепия при различном количестве циклов и уровнях пагружения. Напряжения циклов устанавливались рав-яыми 0,3; 0,5 и 0,7Д.[1, С.106]
Орован [4.71, 4.72] и Ирвин [4.28] предложили для металлов формулу (4.32), где вместо а* стоит характеристическая энергия разрушения GK. Считалось, что в GK входит свободная поверхностная энергия и механические потери при пластическом деформировании зоны перенапряжения впереди растущей трещины. Из этого следует, что GK должна зависеть от /, так как с увеличением длины растущей трещины скорость ее роста возрастает, а следовательно, возрастают и механические потери. Это обстоятельство делает формулу (4.32) некорректной. Между тем эту формулу часто применяют для расчета характеристической энергии разрушения по измеренной кратковременной прочности [4.28, 4.71—4.74]. В качестве примера можно указать на работу Берри и Бикки [4.73], где показано, что кратковременная прочность органического стекла подчиняется линейной зависимости <тр = а—ЬТ. При расчете G,t> если считать, что >0pftM0G, получается, что GK с повышением температуры уменьшается, тогда как известно, что механические потери полимера при этом возрастают. Несоответствие объясняется тем, что механизм разрушения является термофлуктуацион-ным, а не атермическим. Линейно понижающаяся температур-[5, С.93]
На рис. 8.1,6 показан графо-аналитический метод прогнозирования, который основан на использовании линии хрупкости. Он также проверен на трубах из полиэтилена высокой плотности [26]. Реализация метода возможна при наличии минимум двух изотерм долговечности, которые воспроизводятся экспериментально при достаточно высоких температурах. Спрямив эти изотермы в логарифмических координатах (см. рис. 8.1,6), проводят прямую (линию хрупкости) через точки пересечения их пологих и крутопадающих участков и экстраполируют ее в область низких температур. В дальнейшем используют экспериментально установленную температурную зависимостькратковременной прочности труб—правый график на рис. 8.1,6. С помощью этого графика находят прочность, например, для 35 °С, которую переносят на начальную ординату левого графика. Из полученной точки проводят параллельно двум экспериментальным графикам участок вязкого разрушения вплоть до пересечения с линией хрупкости. Из точки пересечения в том же порядке строят хрупкую ветвь. Таково графическое решение задачи. Возможно и аналитическое, когда с помощью формул (6.103) и (6.104) определяются координаты двух точек хрупкости. Затем находится уравнение прямой, соединяющей эти точки, т. е. уравнение линии хрупкости. Далее выводится управление прямой, проходящей через заданную точку (кратковременная прочность) с известным наклоном, т. е. определяется участок вязкого разрушения. Отыскивается точка его пересечения с линией хрупкости и выводится уравнение хрупкого участка.[4, С.280]
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.