ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы О применении флуктуационной теории прочности к твердым полимерам из "Прочность и разрушение высокоэластических материалов" Исследования, проведенные в последние годы по временной зависимости прочности твердых полимеров, позволяют уточнить физический смысл констант /ц, ш и Р в формулах временной зависимости прочности (1. 21 —(1. 23)1. [c.55] Между физическим смыслом, который придается постоянной Т в работах Журкова и Абасова и др. и физическим смыслом т в флуктуационной теории существует принципиальная разница. [c.56] В работах 7 рассматривается как структурная константа, учитывающая неоднородность распределения напряжений по цепям в объеме полимера. Величина ее определяется механизмом перераспределения напряжений между цепями. Таким образом, авторы вслед за В. Куном и Г. Куном - , Ф. Бикки и др. предполагают, что в массе полимера выборочно рвутся наиболее перенапряженные цепи. Этот механизм разрушения полимеров неоднократно подвергался критике и противоречит наблюдаемому механизму разрушения полимеров путем развития трещин и других неоднородностей в материале. Поэтому и физический смысл 7 в флуктуационной теории иной и связан с неоднородностью напряжений вблизи трещин и других дефектов, а неравномерное распределение напряжений по цепям вдали от трещин в массе полимера является второстепенным фактором разрушения. [c.56] Журков И Абасов определяют 7 как коэффициент перенапряжений, указывающий, во сколько раз истинное локальное напряжение, под действием которого происходит разрыв полимера, выше среднего напряжения а в образце. Ошибочность этого определения видна уже из того, что 7 не является безразмерным коэффициентом, а имеет размерность объема. Для полимеров мм , т. е. величина намного меньше единицы. Правильный физический смысл 7 следует из флуктуационной теории (см. 11 настоящей главы), согласно которой 7=соР есть произведение безразмерного коэффициента концентрации напряжения на флуктуационный объем. [c.57] Ошибочность трактовки коэффициента То в уравнении долговечности (I. 13) как периода колебаний атомов полимерной цепи отмечалась в И этой главы. [c.57] Рассмотренная в 11 теория относилась к третьему типу разрушения, наблюдаемому в стеклах и твердых аморфных полимерах при относительно низких температурах, когда эти материалы могут рассматриваться близкими к идеально хрупким. При более высоких температурах, но не выше температуры стеклования, в аморфных твердых полимерах наблюдается второй тип разрушения, когда согласованно растут трещины серебра (подробнее см. гл. III). Так как створки трещин серебра скреплены тяжами, то они принимают на себя часть нагрузки и рост трещин серебра происходит с практически постоянной скоростью. [c.57] Несмотря на то, что у твердых полимеров при низких и высоких температурах наблюдаются различные механизмы разрушения, временная зависимость их прочности при низких и высоких температурах выражается одним и тем же уравнением (I. 21). [c.57] В связи с этим рассмотрим кратко процесс разрушения твердого полимера, когда он практически определяется только ростом трещин серебра . Отличие этого процесса от хрупкого разрущения заключается в том, что 1) напряжение у вершины трещины серебра практически не зависит от ее размеров 2) на пути трещины серебра рвутся не все химические связи, а только часть их, остальной полимерный материал вытягивается в тяжи, что приводит к увеличению флуктуационного объема ш 3) коэффициент Р меньше вследствие того, что тяжи выравнивают напряжение вблизи трещин серебра . [c.57] Трещин серебра описывается уравнением (I. 18), в котором величина а заменена величиной а. Временная зависимость прочности твердого полимера выражается в этом случае уравнением, совпадающим с уравнением (1.21), с тем отличием, что константы и 1 имеют различное значение . Однако коэффициенты в этих двух случаях различаются меньше, чем на один порядок. Ввиду небольшой точности определения из экспериментальных данных (хо= 10 —10 сек) это различие не обнаруживается. Известно далее, что значение коэффициента у у некоторых твердых поли меров меняется с температурой при высоких температурах оно меньше, чем при низких . Это явление объясняется тем, что при высоких температурах происходит переход к другому механизму разрущения. [c.58] Во всех других промежуточных случаях времена роста трещин серебра и трещин разрущения сравнимы и картина разрушения сложнее. При малых напряжениях основную роль играют трещины серебра , а при больших—трещины разрущения. Поэтому в координатах 1 х—а вместо прямой будет наблюдаться кривая. Степень искривления зависит от соотношения между значениями при росте трещин разрущения и при росте трещин серебра . Для некоторых полимеров такое искривление ярко выражено . [c.58] Дальнейшие уточнения и проверка флуктуационной теории прочности полимеров приводятся в гл. IV, посвященной рассмотрению влияния на прочность молекулярной массы и ориентации полимера. [c.58] Вернуться к основной статье