Теоретическая прочность твердого тела - прочность тела с идеальной структурой (без повреждений и дефектов) при температуре абсолютного нуля (т. е. в отсутствие теплового движения) при однородной статической деформации растяжения и сдвига.[1, С.406]
Теоретическая прочность существенно зависит от структуры полимера и, в частности, от степени молекулярной ориентации. Для предельно ориентированного полимера при малых молекулярных массах, когда разрушение идет не за счет разрыва химических связей, а путем относительного сдвига полимерных цепей и преодоления межмолекулярных сил, теоретическая прочность зависит от молекулярной массы. При больших молекулярных массах разрушение происходит путем разрыва полимерных цепей. Расчеты прочности последних сделаны пока для полиэтилена и капрона [5]. Для этих полимеров в предельно ориентированном состоянии теоретические прочности в направлении ориентации соответственно равны 3,52-104 и 3,00-104 МН/м2, а в поперечном направлении — 0,26-104 МН/м2 (для капрона).[3, С.282]
Теоретическая прочность может быть приближенно оценена различными способами [5; 19; 11.1], в частности из постоянных, входящих в уравнение долговечности aT = t/oAo, гДе U0 — «нулевая» энергия активации разрушения; со — флуктуаци-онный объем. Другая оценка производится по известной формуле Орована ат = х?', где Е — модуль упругости твердого полимера вдоль оси растяжения, а х«0,1ч-0,2 — коэффициент. Подобные оценки для неориентированных полимеров приводят к значениям от порядка 1—2-Ю3 МН/м2, а для ориентированных полимеров—в Ю—20 раз большим. Что касается реальной (технической) прочности, то максимально достигнутые в настоящее время ее значения составляют 3—4-Ю3 МН/м2 для бездефектных стеклянных волокон [5] и 1—2-Ю3 МН/м2 для высокомодульных полимерных волокон. Наиболее типичные значения технической прочностиполимеров значительно ниже этих цифр.[3, С.282]
Теоретическая прочность каменной соли, по расчетам Борна на всестороннее растяжение, равна примерно 170 кгс/лш2, по расчетам Цвикки на одноосное растяжение—200 кгс/мм*. Де Бур11 уточнил расчет Цвикки, учитывая вандерваальсовы силы взаимодействия между частицами, и в за-[7, С.12]
Теоретическая прочность обычно на два-три порядка больше реально наблюдаемой (технической) прочности материала. Основные причины этого явления впервые объяснил Гриффит1.[7, С.15]
Теоретическая прочность полимера равна числу рвущихся химических связей* в единице поперечного сечения образца, умноженному на максимальное значение квазиупругой силы Fm химической связи**. Для предельно ориентированного состояния это определение теоретической прочности вполне точно, так как межмолекулярные связи в разрыве практически не участвуют.[7, С.142]
Понятие о теоретической прочности привлекается для оценки заложенных в различных полимерах ресурсов прочности; ат рассчитывается для твердых тел с идеальной структурой, не нарушенной никакими несовершенствами, дефектами и повреждениями. Теоретическая прочность как характеристика структуры твердого тела рассчитывается для простых видов напряженного состояния, например для всестороннего или одностороннего растяжения или же сдвига. Теоретическая прочность характеризует максимально возможную прочность твердых тел, находящихся при достаточно низких температурах (~0 К) или подвергнутых кратковременным воздействиям, когда исключено термофлуктуа-ционное возникновение структурных дефектов. Методы расчетов теоретической прочности приведены в монографии [5].[3, С.281]
Для капронового волокна теоретическая прочность оказалась меньше технической. Этот физически неоправданный результат свидетельствует о том, что формулами для расчета теоретической прочности твердых тел следует пользоваться с осторожностью, если речь идет о полимерах. Причина этого, по-видимому, заключается в том, что модуль упругости твердых полимеров в основном определяется межмолекулярным взаимодействием (модуль же упругого растяжения отдельной полимерной цепи на один-два порядка больше), а прочность—химическими связями.[7, С.15]
Материал Модуль Юнга Е кгс/мм% Теоретическая прочность (От=0,1 ?) кгс/ммЪ Техническая прочность а кгс/мм!- Тип химической связи[7, С.15]
Для неориентированных полимеров теоретическая прочность составляет 20—50 МПа, а для ориентированных —примерно в 10 раз больше.[4, С.195]
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.