ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Классификация динамических методов из "Методы измерения механических свойств полимеров" Общие принципы определения динамических характеристик пластмасс (равно как и других полимерных материалов), изложенные в предыдущем разделе, реализуются Б различных измерительных схемах. Основным фактором, который требует создания разнообразных в очень широком интерщале частот —от 10 до 10 Гц, методов, является необходимость проведения измерений поскольку характеристики полимерных материалов в сильной степени зависят от частоты, причем во многих случаях эта зависимость носит принципиальный характер, так что без указания на частоту измерений вообще нельзя судить о типе поведения или физическом состоянии полимера. [c.105] Другим фактором является амплитуда деформаций (или напряжений). Как общее правило, измерения стремятся проводить таким образом, чтобы получаемые результаты не зависели от амплитуды, т. е. при малых деформациях. Это, конечно, не исключает необходимости контроля, т. е. выполнения измерений при различных деформациях с целью экспериментального доказательства линейности свойств изучаемого объекта (т. е. пропорциональности амплитуд напряжений я деформаций). Однако для тех или иных конкретных практических или теоретических задач возникает проблема измерения механических характеристик полимерных материалов в нелинейной области — при больших деформациях , варьируемых в ходе эксперимента. Понятие о больших или малых деформациях не является абсолютным, граница между ними зависит от конкретной структуры исследуемого объекта и определяется тем, сохраняются ли еще измеряемые показатели механических свойств постоянными при некоторой деформации (и фиксированной частоте) или начинают меняться при увеличении амплитуды. [c.105] Возбуждение колебаний при вынужденных деформациях осуществляется либо механическим способом (максимальная частота колебаний, создаваемых этим способом, равна примерно 30 Гц), либо с помощью электромагнитного возбуждения, применяемого обычно в высокочастотной области (от 10 до Ю Гц), но в последнее время распространяемого и на низкочастотную область (по крайней мере до 0,1 Гц), где этот метод с успехом конкурирует с механическим опосо бом создания колебаний. [c.106] Затухающие периодические колебания применяют для измерений динамических характеристик пластмасс, прежде всего если затухание мало, и тогда они могут трактоваться как аналог гармонических колебаний измерение же интенсивности затухания колебаний дает дополнительную информацию о свойствах исследуемого материала. Если затухание велико, то этот тип испытаний становится ближе к апериодическому, чем к гармоническому режиму деформаций, и должен рассматриваться общими методами теории вязкоупругости, подобно апериодическим деформациям. [c.106] При апериодических деформациях, к которым относятся прежде всего ползучесть при постоянном напряжении и релаксация при постоянной деформации, измеряются те или иные вязкоупругие функции, характеризующие свойства материала и представляющие самостоятельный интерес. Экспериментальные методы реализации этих режимов испытаний подробно описаны в первой части настоящей книги. [c.106] Известны также более сложные непериодические режимы нагружения, например колебания с очень сильным затуханием, движение апериодического маятника, изменение нагрузки по заданному (например, линейному) закону, термомеханические измерения и т.п. Использование непериодических деформаций такого рода (если не прибегать к дополнительным приемам обобщения первичных экспериментальных данных, таким, как метод темпаратурнонвременной аналогии) после соответствующей математической обработки исходных данных дает информацию о свойствах материала в указанной низкочастотной области. [c.107] При оценке границ области частот, в которой могут создаваться вынужденные или слабо затухающие колебания, необходимо ввести размерный критерий. Первую группу здесь составляет интервал частот, в котором длина колебаний много больше или по крайней мере того же порядка, что и характерный размер исследуемого образца. Верхняя граница этого интервала, зависящая от конкретных свойств материала (количественные оценки будут даны в дальнейшем в соответствующих разделах следующей главы), не превышает 10 Гц. Нижняя граница области вынужденных колебаний оценивается временем, за которое может быть осуществлена по крайней мере заметная часть цикла колебаний, что примерно отвечает частотам, большим Ю Гц. [c.107] Затухающие низкочастотные колебания наблюдаются в интервале частот от 10 до 80 Гц, хотя возможно наблюдение затухания возбужденных резонансных колебаний, что значительно смещает верхнюю границу метода затухающих колебаний. [c.108] Создание упругих колебаний (в том числе и затухающих колебаний), длина волн которых существенно меньше, чем характер ный размер образца, отвечает группе акустических методов (относящихся как к звуковым, так и прежде всего ультразвуковым частотам), основанных на измерении скорости распространения и интенсивности затухания волн в исследуемом образце. Использование этих методов позволяет подняться по шкале частот более чем до 10 Гц. Эта обширная группа методов составляет совершенно специфическую область измерений, связанную с применением своих приемов, конструктивных решений и измерительной техники. Ей посвящена обширная литература, охватывающая все стороны этой са1мостоятельной научной области (см., например, [2, 3]). Поэтому акустические методы в настоящей книге рассматриваться не будут. [c.108] Самостоятельная, сравнительно новая группа экспериментальных методов связана с созданием пространственно неоднородных периодических условий деформирования, при которых в каждой точке прибора напряженное состояние стационарно, но элемент объема исследуемого образца, проходя по прибору, испытывает периодическое воздействие. Экспериментальные схемы, используемые в этих методах, близки к схемам приборов для вынужденных колебаний с механическим приводом. Соответственно и область частот, охватываемая этим методом, составляет примерно от 10 почти до 10 Гц. [c.108] Вернуться к основной статье