На главную

Статья по теме: Поверхность разрушения

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Поверхность разрушения при образовании крейзов характеризуется тем, что гладкая зона поверхности разрушения (медленная стадия) покрыта линиями в виде парабол, которые являются линиями скола двух трещин, растущих в близких поперечных сечениях образца [11.24; 11.25]. Одна из этих трещин может быть главной, или магистральной. Чем выше температура, тем позже возникает трещина разрушения на трещине «серебра». В предельном случае образец может быть «пронизан» только трещинами «серебра» без разрушения. Для этого предельного случая в табл. 11.2 приведено соответствующее усло-[2, С.322]

Рассмотренные в разд. 9.1.3 составляющие критической удельной энергии разрушения GIC и данные табл. 9.1 и 9.2 позволили выяснить, что поверхность разрушения, очевидно, формируется не просто путем разрыва основных и (или) вторичных связей, расположенных поперек плоскости разрушения молекулярного масштаба. У конца трещины всегда происходит пластическое деформирование, благодаря которому образуется поверхность разрушения. Следует ожидать, что степень пластического деформирования тем меньше, чем меньше сегментальная подвижность, т. е. чем ниже температура. При температуре жидкого азота большинство полимеров напоминают стекло и разрушаются как хрупкий материал. При рассмотрении поверхностей разрушения, сфотографированных без увеличения (рис. 9.16), видна макроскопическая шероховатость, но поверхности кажутся локально гладкими, хотя и не блестящими. Это свидетельствует о том, что на поверхностях имеются структурные неоднородности, размеры которых больше длины световой волны. Это относится к ПЭ, ПП, ПВХ, ПС, а также ПММА, поверхность которого, однако, оказывается очень гладкой.[1, С.390]

Несомненно, что вид поверхности разрушения является наиболее убедительным свидетельством того, что процесс разрушения достиг фазы неоднородного деформирования. Но гораздо чаще поверхность и морфологическая структура ослабленного образца позволяют выяснить, внесла ли фаза однородного деформирования материала вклад в процесс разрушения или нет. Именно по этой причине раздел по фрактографии был введен в главу, посвященную однородному деформированию и разрушению. Рис. 7.8 и 7.9 служат для иллюстрации этого положения. Представленные на этих рисунках поверхности разрушения являются более или менее произвольным результатом большого числа однородно распределенных разрывов и завершившихся процессов проскальзывания цепей и микрофибрилл. Поверхность разрушения образовалась в течение[1, С.263]

Третий вариант объяснения данных, полученных при ступенчатых деформационных испытаниях, предложили Крист и Петерлин [9]. Они предположили для любого из упомянутых выше экспериментов существование неравномерного распределения деформаций вследствие различия длин нескольких тысяч одновременно напряженных волокон. Эффект неравных длин волокон, несомненно, расширяет имеющиеся распределения относительных длин цепей. Но преждевременные разрушения отдельных волокон и образование поверхностей их разрушения нельзя объяснить числом образовавшихся свободных радикалов. Чтобы в дальнейшем выяснить этот вопрос, Хассель и Деври исследовали свободные радикалы, образованные при деформировании ленты материала найлон-66 с высокоориентированными волокнами [10]. Они получили аналогичные гистограммы, которые оказались даже более широкими по сравнению с пучками волокна найлона-66. На микрофотографии поверхности разрушения ленточного материала, полученной с помощью сканирующего электронного микроскопа, показано, что в ленте, как и в нити, дефекты образуются по всему объему напряженного образца (рис. 7.8 и 7.9). Полученная поверхность разрушения проходит вдоль направления наименьшего сопротивления через ранее образовавшиеся дефектные зоны. Лишь при приближении к значению разрушающей деформации становится заметным различие между деформированием одиночного волокна и пучка волокон. Статистическое объяснение данного факта приведено в гл. 3.[1, С.196]

Рис. 7.8. Поверхность разру- Рис. 7.9. Поверхность разрушения образца шения сухого образца ПА-66, ПА-66, имеющего вид полосы [10].[1, С.197]

Этот тип разрушения быстро распространяется поперек волокна, он характеризуется шероховатой структурбй поверхности и отсутствием признаков распространения»трещин; по-видимому, вся структура готова к ослаблению в.-одно и то же время, а разломы очень похожи по виду »а поверхность разрушения волокнистых композиционных материалов, рассматриваемую при небольшом увеличении (рис. 7.8 и 7.9).[1, С.267]

Особенности макроскопической картины поверхности разрушения, показанной на рис. 9.16, могут быть обусловлены распространением трещины, вызывающей расщепление материала, с высокой скоростью перпендикулярно направлению действия локального растягивающего напряжения. Поле локальных напряжений испытывает сильное влияние упругих волн, возбуждаемых на более ранних стадиях развития трещины, и процесса возникновения вторичных трещин. Поверхность разрушения получена путем изгиба надрезанного образца ПЭ при температуре жидкого азота [130]. Поверхность локально гладкая, но в то же время содержит ступеньки и складки. Пересечение волновых фронтов и плоскостей трещин под различными (например, прямыми) углами вызывает образование любопытных кар-[1, С.390]

В связи с изучением зависимости энергии поверхности разрушения от скорости нагружения следует напомнить о первых широких применениях испытания на раздир (метод III) (например, [5, 23—28]). При таком виде разрушения материал в области вершины трещины испытывает сложное в значительной степени пластическое деформирование. Не вдаваясь в подробности, "можно отметить, что скорость влияет на степень пластического деформирования (а следовательно, и на поверхность разрушения или энергию раздира) [23—29]. Это влияние связано с максимумами |3- и у-релаксации [5, 23—26]. Как правило, энергии раздира термопластов и каучуков довольно велики, например, для ПС энергия раздира 1 кДж/м2, для ПЭ 20—200 кДж/м2, а для различных сополимеров бутадиена 0,1—500 кДж/м2 [24—26]. Относительно эластомеров Томас [27], а также Ахагон и Джент [28] сообщают, что после введения поправки, учитывающей изменение эффективной площади разрушения, для различных условий эксперимента можно получить общее пороговое значение энергии разрушения То, равное 40—80 Дж/м2. Показано, что данная энергия не зависит от температуры и степени набухания в различных жидкостях. Пороговая энергия незначительно убывала с увеличением степени сшивки (образцов полибутадиена). В агрессивной среде (кислород, озон) Т0 существенно уменьшается.[1, С.357]

Рис. 9.24. Быстрый рост обычной трещины в полипропилене. (С разрешения Фридриха, Бохум.) а — микрофотография поверхности разрушения, полученная на сканирующем электронном микроскопе, на которой показано межсферолитное разрушение (/) и разрушение, проходящее сквозь сферолиты (2 и 3); б — модельное представление; в — микрофотография поверхностей, перпендикулярных поверхности разрушения, полученная на обычном микроскопе, на которой показана та же самая поверхность разрушения.[1, С.396]

Прежде чем охарактеризовать роль молекулярных цепей в ударном нагружении, рассмотрим разрушение полимеров, считающихся жесткими в нормальных условиях (например, ПЭВП, ПВХ, ПП, ПА). Расщепление материала трудно получить путем изгиба, оно наблюдается лишь на надрезанных образцах с низким отношением (LS/D) или при высокой скорости нагружения (удар). В образцах ПЭВП с чрезвычайно высоким значением молекулярной массы (Mw?> 106 г/моль) совсем не происходит расщепления материала. Поверхность разрушения, показанная на рис. 8.25, была получена Гаубе и Каушем [106] путем ударного нагружения при 20°С стандартного бруска ПЭВП с ножевым надрезом. На поверхности хорошо видны морфологические структуры трех видов:[1, С.272]

Рис. 8.35. Поверхность разрушения трещин при ползучести в трубах из ПЭНП[1, С.282]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь



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.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кауш Г.N. Разрушение полимеров, 1981, 440 с.
2. Бартенев Г.М. Физика и механика полимеров, 1983, 392 с.
3. Тугов И.И. Химия и физика полимеров, 1989, 433 с.
4. Аверко-Антонович И.Ю. Методы исследования структуры и свойств полимеров, 2002, 605 с.
5. Шварц А.Г. Совмещение каучуков с пластиками и синтетическими смолами, 1972, 224 с.
6. Бартенев Г.М. Прочность и разрушение высокоэластических материалов, 1964, 388 с.
7. Бокшицкий М.Н. Длительная прочность полимеров, 1978, 312 с.
8. Гуль В.Е. Структура и прочность полимеров Издание третье, 1978, 328 с.
9. Папков С.П. Физико-химические основы переработки растворов полимеров, 1971, 372 с.
10. Уорд И.N. Механические свойства твёрдых полимеров, 1975, 360 с.
11. Голда Р.Ф. Многокомпонентные полимерные системы, 1974, 328 с.
12. Бартенев Г.М. Прочность и механика разрушения полимеров, 1984, 280 с.
13. Иржак В.И. Сетчатые полимеры, 1979, 248 с.
14. Кабанов В.А. Энциклопедия полимеров Том 3, 1977, 576 с.
15. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 3, 1977, 575 с.

На главную