ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Идеализированные материалы из "Переработка термопластичных материалов" Понятие идеализированных материалов является отправным пунктом при рассмотрении течения полимерных материалов, так как их действительное поведение лучше определяется и воспринимается как ряд отклонений от идеального. Более того, многие концепции, выведенные для идеализированных материалов, оказываются очень ценными при истолковании поведения реальных полимеров. [c.19] Ввиду того что расплавы и растворы полимеров обладают рядом свойств, присущих как твердым, так и жидким телам, необходимо хотя бы кратко рассмотреть оба эти состояния. [c.19] Таким образом, относительное удлинение - т (т. е. деформация) прямо пропорционально приложенному растягивающему напряжению тт-. Коэффициент пропорциональности Е часто называют модулем Юнга, или модулем упругости твердого тела. [c.19] Модуль сдвига С однозначно связан с модулем растяжения Е, площаоь я хотя численно они не сов-падают . [c.20] Если в данном диапазоне напряжений реальное твердое тело проявляет свойства идеального, то после снятия напряжения тело мгновенно возвращается к своей первоначальной форме. [c.20] Таким образом, характеристики идеального твердого тела в напряженном состоянии идентичны характери- стикам идеально упругой спиральной пружины. Поскольку поведение твердого тела при сдвиге однозначно связано с его поведением при растяжении, реологи иногда рассматривают спиральную пружину как механическую модель, описывающую упругую реакцию при сдвиге. Это не означает, что молекулы твердого тела имеют спиральную конфигурацию, но свойства их таковы, что материал в целом ведет себя подобно упругой пружине. [c.20] Основные характеристики упругого твердого тела могут быть определены следующим образом 1) прямая пропорциональность между напряжением и деформацией и 2) мгновенное изменение формы тела при изменении напряжения. [c.20] Идеальная спиральная пружина может рассматриваться как механическая модель упругого твердого тела. [c.20] Также как модуль упругости, связывающий напряжение с деформацией в упругом твердом теле, вязкость идеальной ньютоновской жидкости может рассматриваться как физическая характеристика материала. [c.22] Величины и С являются константами при данной температуре, поэтому интересно сравнить поведение жидкости и твердого тела под действием постоянного напряжения сдвига. В твердом теле деформация постоянна, в то время как в ньютоновской жидкости постоянна скорость деформации, а деформация сдвига может увеличиваться под действием напряжения сдвига неограниченно. [c.22] Все газы и жидкости с относительно низким молекулярным весом ведут себя как ньютоновские жидкости , по крайней мере в пределах достижимой точности эксперимента. [c.22] Простые вязкоупругие жидкости. Наиболее простой математический подход к объяснению аномального поведения неньютоновских жидкостей состоит в предположении, что они обладают свойствами, характерными как для ньютоновской жидкости [уравнения (5) и (10], так и для идеально упругого твердого тела [уравнения (3) и (11)1. Существует много различных вариантов сочетания этих свойств, но интересны только некоторые из них. [c.23] Для того чтобы лучше понять физическую природу таких жидкостей, можно условно представить себе их состоящими из отдельных механических элементов, которые в совокупности моделируют действительное поведение жидкости при течении (хотя между поведением механических моделей и истинными физическими свойствами жидкостей наблюдается только отдаленное сходство). Чтобы еще более упростить понимание физической природы поведения материала при его деформации, вначале рекомендуется рассмотреть не сдвиг, а простое растяжение. [c.23] С ПОСТОЯННОЙ скоростью сдвига. Если Р (а значит и О увеличить в два раза, то скорость сдвига жидкости и скорость подъема поршня также увеличатся вдвое. Если мгновенно снять силу Р, то поршень немедленно остановится и не будет стремиться вернуться в первоначальное положение. Таким образом, эта модель обладает основными чертами чисто ньютоновского поведения линейной зависимостью между напряжением сдвига и скоростью сдвига согласно уравнениям (5) и (10) и отсутствием памяти или какого-либо предпочтительного состояния системы. [c.24] Основываясь на этих трех механических элементах, можно рассмотреть поведение нескольких типов более сложных жидкостей. [c.24] Реологические модели тел Максвелла и Фойгта (Кельвина) а—тело Максвелла б—тело Фойгта (Кельвина). [c.25] Интересно поведение максвелловского тела при полном снятии напряжения пружина мгновенно сокращается до своей первоначальной длины, а поршень останавливается. В результате тело в целом остается деформированным на величину, равную перемещению поршня вязкого элемента. [c.26] Вернуться к основной статье