Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English
Механическая прочность твердых тел обусловлена длительностью нагружения. На это обстоятельство указывают уже тривиальные испытания образцов на разрывной машине при различных постоянных скоростях д ефор М ир ов а ния.

ПОИСК





Кинетическая концепция прочности

из "Длительная прочность полимеров"

Механическая прочность твердых тел обусловлена длительностью нагружения. На это обстоятельство указывают уже тривиальные испытания образцов на разрывной машине при различных постоянных скоростях д ефор М ир ов а ния. [c.125]
Он позволяет установить временную зависимость прочности для заданного режима нагружения, если аналитически определена функция т[ст(0] для а(0 =о=.сопз1. [c.126]
Линейный закон накопления поврежденности в виде уравнений (5.30) и (5.31) носит приближенный хараетер 20, 109, 138, 141, 142] и справедлив лишь при сравнительно неизменной структуре образца, т. е. в условиях хрупкого разрушения, когда формоизменение отсутствует. Более универсальны нелинейные законы, рассмотренные ниже. Периодическая разгрузка (отдых) образца слабо влияет на сумму (5.30). Именно это обстоятельство в свое время явилось основанием [230] для утверждения о необратимости хрупкого разрыва и, следовательно, о неразрывной связи прочности с временным фактором. Вместе с тем в материале возможны также обратимые механические изменения [142], особенно прц кратковременном силовом ваздействии. [c.126]
Важнейшим моментом кинетической концепции является учет теплового движения элементов структуры твердого тела. Тепловые флуктуации вызывают значительные усилия в межатомных связях, сравнимые с их прочностью. Механическая нагрузка лишь ускоряет процесс деструкциц этих связей, препятствуя их рекомбинации и снижая энергию активации хрупкого разрыва. [c.127]
Таким об1разом, основной постулат кинетической концепции предполагает адекватность температурного и силового факторов хрупкого разрыва. В свете этих представлений механическое разрушение полимеров аналогично термодеструкции, активируемой напряжением. В ос нове обоих процессов лежат термофлуктуационные разрывы химических связей [160, 162]. [c.127]
На рис. 5.8 для различных температур показано семейство кривых долговечности ориентироваяного капронового волокна [85]. В полулогарифм ичеоких координатах изотермические графики прн экстраполяции пересекаются в некоторой точке (полюсе), ордината которой то 10- з с практически не меняется для ряда твердых тел и примерно совладает с периодом тепловых колебаний атомов [160]. [c.128]
Регель [159] объясняет эффект смещения полю1са влиянием на параметр у напряжения и температуры. С этим в принципе можно согласиться, ноокольку две остальные постоянные величины в формуле (5.33) достаточно консервативны. [c.129]
С понижением температуры наклон кривых долговечности (см. рис. 5.7), т. е. параметр а, возрастает. Формально а— -оо при Г -— 10, и, следовательно, временная зависимость прочности исчезает, а хрупкий разрыв приобретает характер. критического события. У полимеров подобная картина практически наблюдается прн Т 73 К [12]. [c.130]
В частности, эта формула использовалась [178] для аппроксимации кривых долговечности полимет1глмет-акрилата, полученных при одноосном растяжении образцов на воздухе в широком интервале температур (от — 120 до -f 50 ). Постоянные, входящие в уравнение (5.40), определяли независимым методом. [c.132]
Режим испытаний не влияет [201] на величину Оо, которая из-за кооперативного характера рассматриваемого процесса соответствует сумме энергий связей, разрушающихся в ходе элементарно ) деструктивного акта, наблюдаемого в локальном объеме Оэ = й/Р (р — коэффициент концентрации напряжений). Поэтому представляется правильным оценивать характер разрушения [74] по величине отношения ио/Ьд. Чем оно больше, тем заметнее степень участия в элементарном разрыве химических связей. [c.133]
Вариант теории Бяни [48] предполагает, что усилие в связи растет по экспонанте /=/оехр pat), причем вероятность ее разрущения р = ехр—(i7—f6)/feT. Поскольку усилие / резко увеличивается при то приближенно разрыв связи наблюдается при р ах=, т. е. [c.134]
Испытания полистирола и полиметилметакрилата [48] подтвердили достоверность двух последних оценок. [c.134]
Используя критерий Бики (рют=1), Губанов и Чевы-челов получили выражение для долговечности [75], которое по данным Журкова и Абасова [88] хорошо согласуется с экспериментом. [c.134]
В соответствии с теорией Тейлора [253], предполагающей кинетический характер хрупкого разрыва, нарушению сплошности растягиваемого образца предшествует медленная деформация, сопровождаемая разрывом напряженных структурных связей. Разрушение образца происходит при некоторой критической деформации. [c.134]
Рассмотренные физические результаты, за исключением более общего выражения (5.42), относятся только к хрупкому разрушению полимеров (твердые термопласты, реактопласты) при одноосном нагружении в различных средах. Для сложного напряженного состояния возникает проблема к ритерия прочности. [c.135]
Формула Журкова уже в области обычных эксплуатационных нагрузок заметно отклоняется от эксперимента. В этой связи теории Бартенева, Бики и Тейлора более универсальны. Они описывают реальный процесс и при малых напряжениях (ст 0,2сгр), формально указывая при а— 0 на неограниченное увеличение долговечности. [c.135]


Вернуться к основной статье


© 2024 chem21.info Реклама на сайте