Исследователи, развивающие различные теории прочности твердых полимеров, естественно, должны исходить из механизмов разрушения, включающих рассмотрение как трещин разрушения, так и трещин «серебра». Между тем в последнее время появилось большое число теоретических работ по прочности твердых полимеров21' 2а, исходящих из старой гипотезы разрушения полимеров, впервые предложенной Куном еще в 1946 г. (см. стр. 102). В этих работах разрушение полимера по-прежнему рассматривается как процесс разрыва под действием напряжения и тепловых флуктуации цепей во всей массе материала, без учета разобранного выше реального механизма разрушения твердых полимеров.[3, С.101]
В предыдущих параграфах были подробно изложены более или менее устоявшиеся подходы к изучению аморфных и кристаллических ориентированных полимеров; в частности, были затронуты проблемы структурной механики, касающиеся механизмов разрушения полимеров в ориентированном состоянии. Однако исследования в этой области продолжают интенсивно развиваться, и новые экспериментальные данные заставляют изменить некоторые точки зрения. Поэтому представляется целесообразным дать краткий очерк состояния физики ориентированных полимеров к середине 1975 г. с указанием основных теоретических идей и практических тенденций.[1, С.216]
Таким образом, как термодинамический, так и кинетический подходы к процессу разрушения и термофлуктуационная теория прочности хрупких твердых тел приводят к выводу о существовании безопасного напряжения, для расчета которого при одноосном растяжении предложены уравнения (11.42) и (11.43), а для слож-нонапряженного состояния — уравнение (11.44), а также к диаграмме механизмов разрушения, показанной на рис. 11.11, где приводятся границы существования безопасных напряжений, тер-мофлуктуационного и атермического разрушения в зависимости от размеров начальных микротрещин в материале. На основании этих" уравнений может быть определен критерий оценки безопасных микротрещин в хрупких твердых телах. Порог разрушения _по Гриффиту ао'°'соответствует безопасному напряженую ао, а не критическому 0К, как это считалось до сих пор общепринятым.[2, С.314]
Из уравнения (12.10) следует, что в координатах lg ap; Т~1 данные должны ложиться на прямые, что и подтверждается в широком температурном интервале (рис. 12.12),соответствующем высокоэластическому плато эластомера. Прямолинейные участки наблюдаются при всех скоростях растяжения и с одинаковым наклоном, равным 0,63 • 103 К"1 для сшитого и 0,75 • 103 К"1 для несшитого эластомера СКС-30. В соответствии с уравнением (12.10) эти значения должны быть равны U/(2, 3 т/г). Отсюда по уже известному значению m можно вычислить энергию активации. Последняя для несшитых и сшитых эластомеров СКС-30 составляет 54,5 кДж/моль, в то время как значения m соответственно равны 3,7 и 4,4 (см. табл. 12.1)). Одна из причин сходства механизмов разрушения у несшитых и сшитых эластомеров, вероятно, лежит в существовании у несшитых эластомеров физических узлов-микроблоков. Иначе говоря, несшитый эластомер может рассматриваться аналогично химически сшитому эластомеру. Коэффициент m и энергия активации по долговечности и разрывной прочности были получены для эластомера СКМС-10, данные о котором приведены в табл. 12.2. 12.2.3. Инвариантность энергии активации различных процессов[2, С.346]
Термофлуктуационный механизм осложняется тем, что релаксационные процессы проявляются в полимерах тем отчетливее, чем выше температура. Так, по мере перехода к высоким температурам в микрообъемах перенапряжения проявляется вынужденная эластическая деформация. Вначале этот релаксационный процесс приводит к высокоэластическим деформациям в местах концентрации напряжений, главным образом у вершины микротрещин (термо-флуктуационно-релаксационный механизм), а затем при более высоких температурах — к образованию трещин «серебра», стенки которых связаны между собой микротяжами (релаксационный локальный механизм разрушения). Выше температуры стеклования в высокоэластическом состоянии господствующими являются релаксационные процессы и механизмы разрушения приобретают резко отличительные черты (в табл. 11.2 — вязкоупругий механизм разрушения). Здесь в местах концентраций развивается локальное вязкое течение, которое приводит к образованию так называемых «надрывов», являющихся аналогами трещин в хрупком состоянии. На схеме прочностных состояний (рис. 11.4) указаны области действия различных механизмов разрушения некристаллических полимеров, а также область «пластического» состояния между температурой пластичности Тп и температурой текучести Гт. Разрушение в[2, С.289]
Наличие нескольких механизмов разрушения полиэтилена высокой плотности было зафиксировано также в работах [414, с. 120; 475].[4, С.292]
Грубой схемой возможных механизмов разрушения полимера может служить разрушение системы, состоящей из нитей, погруженных в высоковязкую жидкость (рис. V.6). Под действием силы[4, С.236]
Таблица 11.2. Классификация механизмов разрушения полимеров в различных[2, С.288]
В табл. 7.1 приведена классификация различных механизмовразрушения полимерных стекол, а на рис. 7.1—соответствующая схема прочностных состояний, построенная по температурной зависимости разрывного напряжения, рассчитанного па разрывное поперечное сечение (истинная прочность). Соответствующие 'пояснения будут !в деталях даны при последующем изложении по мере обсуждения вопроса о влиянии релаксационных переходов на прочность полимера. Кратко поясним схему на рис. 7.1 и данные табл. 7.1.[5, С.192]
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.