ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Утомление, усталость и выносливость резин из "Лабораторный практикум по технологии резины " В процессе эксплуатации ряд резиновых изделий (шины, транспортерные ленты, ремни, амортизаторы и др.) работают в условиях многократных деформаций растяжения, сжатия, изгиба, сдвига и кручения. Происходящие при этом в резине изменения сложны и полностью не изучены. Исследования показали, что при динамических нагружениях в материале возникают различные физические и химические процессы, в результате которых ухудшаются эксплуатационные свойства изделий и образуются очаги разрушений. [c.101] Под воздействием повторяющихся деформаций, число которых в резине может достигнуть 15—20 млн., наблюдается утомление материала. Утомление — это процесс, возникающий при приложении повторных нагрузок в течение определенного времени и приводящий к непрерывному изменению свойств материала. Утомление зависит от 1) характера приложения деформации 2) ее величины и частоты 3) температуры окружающей среды 4) наличия кислорода воздуха, озона, света. [c.101] При динамическом нагружении на утомлении резин существенно сказывается выделение тепла вследствие гистерезиса. Это влияние приобретает наибольшее значение при эксплуатации массивных изделий. [c.101] При утомлении наблюдается ориентация молекулярных цепей каучука, их механический разрыв в местах концентрации напряжений, химическая деструкция и сшивание цепей. Преобладание процесса деструкции или сшивания молекул зависит от свойств каучука. [c.101] Утомление приводит к усталости резин — изменению структуры материала, вызывающему ухудшение эксплуатационных свойств вплоть до разрушения изделий. Внешне усталость проявляется в образовании и разрастании трещин на изделии, при этом очагом разрушения служит место концентрации наибольших напряжений. [c.101] При увеличении скорости деформации прочность резин повышается. Это можно объяснить межмолекулярным взаимодействием, более эффективно выравнивающим местные напряжения при больших скоростях деформации. [c.102] Повышение температуры приводит к снижению прочности в результате уменьшения межмолекулярного взаимодействия. В случае кристаллизующихся каучуков сказывается и изменение кристаллической фазы. [c.102] Работоспособность резин при многократных деформациях находится в прямой зависимости от гистерезисных потерь. Выделение тепла в результате внутреннего трения при многократных деформациях способствует утомлению резин. [c.102] Влияние внешней среды при эксплуатации резиновых изделий является одной из важных причин их динамической усталости. Воздействие кислорода воздуха приводит к окислительной деструкции и структурированию резины. При этом ее усталостная прочность резко снижается. Присутствие озона даже в небольших концентрациях вызывает растрескивание резин, причем скорость образования трещин возрастает с увеличением деформации. Наибольшей устойчивостью к окислительной деструкции обладают каучуки с наименьшим содержанием химически активных связей. [c.102] Действие света также отрицательно сказывается на усталости резин. В присутствии активных противостарителей влияние окружающей среды на усталостную прочность вулканизатов существенно, снижается. [c.102] Усталостная прочность резин зависит от режима нагружения, характера, амплитуды и частоты деформации. [c.102] К первой группе относятся два режима с заданной амплитудой напряжения и с заданной амплитудой деформации. При асимметричном цикле возможны режимы с заданными средним и амплитудным значениями напряжения, средним и амплитудным значениями деформации, средним значением напряжения и амплитудным значением деформации и средним значением деформации и амплитудным значением напряжения. При прочих равных условиях работоспособность резин уменьшается с увеличением амплитуды и частоты деформации. [c.102] Поведение резин при многократных деформациях характеризуется их выносливостью. Выносливость — это работоспособность резины до момента ее разрушения, выраженная числом циклов прилагаемых деформаций. [c.102] Проведение испытаний до образования первой трещины и до разрастания трещин до определенных размеров вызвано тем, что появление трещин может не привести к разрушению изделия. Поэтому испытания сводятся к определению сопротивления как образованию, так и разрастанию трещин. [c.103] Вернуться к основной статье