ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Общая характеристика деформационной кривой из "Механические свойства твёрдых полимеров" Вплоть до сравнительно недавнего времени пластические деформации твердых полимеров сравнительно мало привлекали к себе внимание исследователей. Это обстоятельство объясняется главным образом тем, что казалось нецелесообразным рассматривать это явление как самостоятельное, отличное от процесса вязкого течения, наблюдаемого при высоких температурах или вообще при больших степенях удлинений в области температур, лежащих выше температуры стеклования. В этом плане развитие пластических деформаций в твердых полимерах трактовалось как следствие своеобразного размягчения, обусловленного местным повышением температуры, которое приводит к локализованному плавлению. [c.247] Такое рассмотрение будет проводиться на сугубо феноменологическом уровне. Однако два аспекта обсуждаемого явления тесно связаны с молекулярными характеристиками полимера это — форма температурной и скоростной зависимостей предела текучести и молекулярная ориентация, развивающаяся параллельно с пластическими деформациями образца. [c.248] Существование температурной и скоростной зависимостей критических значений параметров часто затрудняет установление фундаментальных закономерностей рассматриваемого явления. Как будто бы очевидно, что некоторые полимеры при растяжении образуют шейку и способны к развитию больших деформаций, в то время как другие полимеры разрушаются хрупко без заметных деформаций, а каучуки растягиваются однородно вплоть до разрушения, давая огромные деформации. Однако важно поднять, что все эти тины механического поведения в принципе можно реализовать нри исследовании одного и того же полимера, а конкретные проявления его свойств зависят от выбора условий испытаний. [c.248] Наиболее яркое проявление перехода через предел текучести при растяжении полимеров состоит в образовании шейки (рис. 11.1) или деформационных полос. В этом случае вся пластическая деформация совершается в узкой области образца. Природа происходящих при этом процессов зависит как от геометрической формы образца, так и от схемы его нагружения, что будет подробнее обсуждено ниже. [c.248] Показанное построение называют диаграммой Консидера оно полезно для решения вопроса о том, будет ли в процессе растяжения полимера происходить образование шейки и осуществляться холодная вытяжка образца. [c.251] При дальнейшем увеличении деформаций темп возрастания напряжений вновь повышается, что связывают с деформационным упрочнением материала (третий участок кривой на рис. 11.5). [c.252] Можно представить себе в принципе два способа достижения предела текучести при растяжении образца. Либо в некотором элементе объема из-за случайных причин истинное напряжение оказывается больше, чем в среднем по сечению, вследствие чего в этом месте предел текучести достигается раньше, чем во всем остальном материале, либо из-за случайных флуктуаций свойств предел текучести в некотором локализованном объеме оказывается ниже, чем в остальной массе образца, так что условия перехода через предел текучести здесь оказываются достигнутыми раньше, чем в любом другом месте. Если же в некоторой области по каким-либо причинам произошел переход через предел текучести, то дальнейшее развитие деформаций будет совершаться практически полностью именно в этом месте из-за его пониженной жесткости по сравнению со всем окружающим материалом. Поэтому дальнейшее удлинение образца осуществляется путем локализованной деформации в определенной области, что и приводит к формированию шейки. [c.252] Таким образом, тангенс угла наклона линии, проведенной из точки Л = О по касательной к деформационной кривой, равняется а/7 , что отвечает условному напряжению, т. е. приложенной внешней нагрузке в соответствующей точке кривой. [c.253] Линия на рис. 11.6, проведенная между точками О и/), отвечает условию достижения предела текучести. В этой точке а/7 и, следовательно, условное напряжение максимальны. По мере дальнейшего растяжения величина а/7 монотонно уменьшается вдоль деформационной кривой до тех пор, пока не достигается точка Е. Эта точка отвечает началу деформационного упрочнения. Нагрузка максимально снижается до точки, характеризуемой наклоном линии 0 , и растяжение образца осуществляется путем создания во всех его элементах степени растяжения, отвечающей точке Е. После того как весь образец оказывается деформированным в такой степени, что по всему объему достигнуты напряжения, отвечающие началу деформационного упрочнения, дальнейшее растяжение может развиваться вдоль возрастающей ветви деформационной кривой до тех пор, пока не произойдет разрушение образца. [c.253] Рассмотрение диаграммы Консидера позволяет решить вопрос, будет ли при растяжении полимера образовываться шейка и происходить холодная вытяжка. При этом возможны три различных случая. [c.254] Диаграмма Консидера показывает, что необходимым признаком существования предела текучести может служить возможность проведения касательной к деформационной кривой (построенной по истинному напряжению) из точки на оси абсцисс с координатой Е = 0. Ниже под пределом текучести будет пониматься истинное напряжение, отвечающее максимуму деформационной кривой, построенной по измеряемой нагрузке. Поскольку максимум нагрузки достигается при относительно небольших деформациях, такое определение предела текучести практически адекватно инженерной оценке по отношению максимальной нагрузки к площади начального сечения образца. [c.255] В некоторых случаях экспериментально не наблюдается ка-кого-либо падения нагрузки (см. например, данные испытаний в условиях сдвиговых деформаций, представленные ниже на рис. 11.28) тогда следует прибегнуть ко второму определению предела текучести, понимая под ним точку пересечения прямых, представляющих собой продолжение начального и конечного участков деформационной кривой. [c.255] Вернуться к основной статье