Многие аспекты перехода от хрупкого к пластическому разрушению, включая влияние на этот переход надреза, которое будет рассмотрено отдельно, основаны на представлении о том, что хрупкое разрушение происходит тогда, когда напряжение перехода в шейку превышает некоторое критическое значение [1].[4, С.308]
Представление о переходе от хрупкого к пластическому разрушению является весьма существенным при обсуждении механических свойств металлов. Совершенно очевидно, что для полимеров положение оказывается гораздо более сложным уже потому, что здесь существует четыре, а не две области, в которых механическое поведение материала различно. Тем не менее представляет значительный интерес обсудить факторы, влияющие на переход от хрупкого к пластичному разрушению полимеров, а затем рассмотреть другие факторы, обусловливающие возникновение шейки и процесс холодной вытяжки.[4, С.307]
Было установлено [413, с. 192, 414, с. 120], что функция длительной прочности в переходной области (от хрупкого к пластическому разрушению) претерпевает разрыв, свидетельствующий о принципиальном различии механизмов пластического и хрупкого разрушения. Эксперименты подтверждают кинетическую концепцию рекристаллизации и ее обратимость. Д. Ф. Каган и Л. А. Кантор [413, с. 192; 414, с. 120] обнаружили аномалию длительной хрупкой прочности полиэтилена — эффект инверсии (переход от одного механизма разрушения к другому) как следствие конкурирующего взаимодействия обоих процессов разрушения.[3, С.144]
Предыдущие утверждения относительно задач исследования разрушения хорошо иллюстрируются на примере твердого поливинилхлорида (ПВХ) (рис. 1.1 —1.3). Образцы труб для воды подвергаются хрупкому разрушению под действием внутреннего давления при высоком значении касательного напряжения, частично пластическому разрушению — при умеренных значениях напряжения, действующего в течение длительного времени, и разрушению, обусловленному ростом термических трещин (трещин серебра '>, образующихся при ползучести),— при низких значениях напряжения, действующего очень длительное время. Тремя процессами, вызывающими разрушение труб в данных трех примерах, являются соответственно быстрое вытягивание дефектов, течение материала и термоактивационный рост дефектов. Во всех трех процессах элемент объема, в котором вызывается разрушение, конечен; следовательно, неоднородные деформации должны быть локальными. Ниже мы рассмотрим природу подобной неоднородной деформации предположительно однородного материала и попытаемся объяснить ее.[1, С.10]
Рис. 40. Переход от высокоэластического к пластическому разрушению низкомодульной резины из натурального каучука:[2, С.77]
Раныпе полагали, что переход от хрупкого к пластическому разрушению связан с особенностью механической релаксации и, в частности, с достижением условий стеклования. Это действительно справедливо для натурального каучука, полиизобутилеиа и полистирола, но не оправдывается для большинства термопластов. Поэтому было высказано предположение [3] о том, что . при наличии в полимере более одной области механической релаксации переход хрупкость — пластичность связан с низкотемпературным релаксационным переходом. Хотя известно много случаев, когда указанное предположение верно, было показано, что оно не может считаться универсально справедливым. Действительно, переход от хрупкого к пластическому разрушению проис-[4, С.310]
Влияние химической и физической структуры полимера на переход от хрупкого к пластическому разрушению может быть проанализирован, исходя из указанного простого соображения, а также из рассмотрения того, как указанные факторы влияют соответственно на хрупкую прочность и предел текучести материала.[4, С.309]
При преобладании процесса рекристаллизации основным объектом разрушения являются надмолекулярные кристаллические образования. Они несут главную ответственность за сопротивление полиэтилена пластическому разрушению. Роль отдельных макромолекул при этом становится несущественной. Поэтому длительная пластическая прочность чувствительна практически только к степени надмолекулярной упорядоченности. Напротив,[3, С.143]
Рис. 12.3. Влияние температуры (а) на хрупкую прочность и предел теку-лести при растяжении полиметилметакрилата (по Винсенту, 1961 г.) и влияние скорости деформации (б) на переход от хрупкого к пластическому разрушению (сплошная кривая — низкая скорость деформации, пунктир — высокая скорость деформации):[4, С.311]
На температурной зависимости сгр полистирола (ПС) [6.47] (рис. 6.22) можно определить четыре температурных интервала. Интервал / соответствует квазихрупкому разрушению, причем температура квазихрупкости ГКхр находится при 50—60°С (температура хрупкости Tkp у ПС, как и у ПММА, находится ниже 0°С). В этом интервале ар = 30 МПа, а [разрывная деформация ер мала и составляет 2%. Интервал // соответствует переходу к пластическому разрушению с образованием шейки (ар»3 МПа и ер = 20%). В интервале /// полимер разрушается при большой вытяжке ниже температуры стеклования (вынужденная высокоэластическая деформация). При этом ориентация велика, и образец перед разрушением полностью переходит в шейку. В интервале IV разрывная деформация уменьшается и разрушение происходит при меньшей вытяжке вплоть до ТС=1000С. Прочность в интервале /// (рассчитанная на начальное сечение) равна 2—6 МПа, а в интервале IV снижается до 0,2—0,6 МПа.[5, С.188]
до 20 °С). Указанные соображения хорошо иллюстрируются конкретными данными для полиметилметакрилата, показанными на рис. 12.3, а. Переход от хрупкого к пластическому разрушению, как можно ожидать, перемещается в сторону более высоких температур с ростом скорости деформации (12.3, б). Этот эффект хорошо известен для полимеров и может быть продемонстрирован примером влияния изменения скорости деформации на величину предела прочности найлона при комнатной температуре: при малых скоростях деформации образец пластичен и при растяжении в нем образуется шейка, тогда как при высокой скорости деформации он разрушается хрупко.[4, С.310]
ции равна ?/о=134 кДж/моль и у — 1,08- 10~18 мм3. Последние данные относятся к квазихрупкому разрушению с энергией активации, соответствующей разрыву одной полимерной цепи по слабой химической связи С — С. Раньше считалось, что эти данные относятся к хрупкому разрушению. Следует указать, что большинство данных по долговечности относится к квазихрупкому, а выше Гкхр — к нехрупкому, или «пластическому» разрушению с образованием и ростом квазихрупких микротрещин и крейзов. Регель [5.21] делает вывод в отношении пластмасс, что ;Временная зависимость прочности <в основном связана с закономерностями роста трещин, а не возникновением новых зародышей трещин. К такому же выводу пришли Журков и То-машевский [2.6] при исследовании процесса роста хрупкой трещины в пластмассах. В отношении волокон дело обстоит сложнее, так как существенным этапом разрушения является зарождение под нагрузкой субмикротрещин.[5, С.126]
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.