ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Проявление высокоэластичности как самостоятельного типа деформации Усовершенствованная модель полимерного тела из "Деформация полимеров" Проявление высокоэластичности как самостоятельного типа деформации. [c.104] В многочисленных моделях, рассмотренных выше, а также в абсолютном большинстве других моделей упругая деформация моделируется пружиной, а ысокоэластическая — соединенными параллельно пружиной и демпфером. Это предопределяет весьма упрощенную характеристику эластического тела, которое уподобляется упругому телу, осложненному вязкостью. В таком виде вязкоупругое тело не отражает основных особенностей высокоэластической деформации. Оно моделируется в предположении, что эластичность — это упругость, осложненная внутренним трением, которое и вызывает запаздывание в развитии деформации. [c.104] Природа эластической деформации всегда связана с изменением формы макромолекул, и поэтому эластическая деформация встречается только у полимерных тел, составленных из молекул огромной длины. Возможность изменения формы макромолекул объясняется определенной свободой вращения отдельных групп относительно валентных связей в главной цепи полимера (при сохранении валентных углов и длин этих связей). Идеальная эластичность совершенно не связана с изменением внутренней энергии и имеет чисто энтропийный характер (подробно об этом см. в гл. 7). Отсюда — ярко выраженный комплекс релаксационных явлений, приводящий к постепенному развитию высокоэластической деформации и медленному ее исчезновению после снятия нагрузки. [c.105] Протекающая во времени перестройка структуры полимерного тела вызывает и такое явление, как релаксация напряжения. Энтропийный характер высокоэластической деформации приводит к необычно большим обратимым удлинениям (тысячи процентов), положительным тепловым эффектам при деформации, возрастанию модуля эластичности с повышением температуры. Сама же величина модуля эластичности на 3—4 десятичных порядка ниже модуля упругости полимерных тел, и на 5—б порядков ниже модуля упругости металлов. [c.105] Коренное отличие высокоэластической деформации от чисто упругой заставляет отказаться от моделирования эластичности как упругости, осложненной внутренним трением. Гораздо целесообразнее рассматривать ее как самостоятельный тип обратимой деформации, а не как суммарный эффект упругости и внутреннего трения (см. элемент Кельвина—Фойхта—Мейера, рис. 1.26). [c.105] Отказ от традиционного расчленения высокоэластической деформации на упругую и вязкую составляющие и рассмотрение ее как самостоятельного типа обратимой деформации позволило Г. Л. Слонимскому дать общий закон механического поведения твердых тел. Прежде чем изложить сущность этого закона, отметим, что полимерные тела представляют собой как бы общий случай всех твердых тел. В них в равной степени могут развиваться все три вида деформации — упругая, высокоэластическая и пластическая. Поэтому для вывода общего закона деформации твердых тел полимеры служат незаменимым объектом исследования. [c.105] Этот закон отражает одновременное протекание трех самостоятельных видов деформации — упругой, пластической и высокоэластической, причем последняя не является комбинацией первых двух. [c.107] Интересно более подробно проанализировать уравнение (1.148) и показать, что оно полностью соответствует характеру высокоэластической деформации. Главная особенность высокоэластической деформации — полная обратимость, которая проявляется в постепенном восстановлении формы образца после снятия нагрузки. [c.107] Соотношение (1.154) показывает, что при постоянной деформации напряжение падает со временем. [c.108] Все сказанное выше позволяет утверждать, что общий закон деформации твердых тел — уравнение (1.148) — в сочетании с уравнением (1.149) дает возможность описать деформацию любого тела. [c.108] Возвращаясь к системе уравнений (1.155), необходимо заметить, что введение оператора в описываемую ею модель, приводит к той же системе уравнений, но с другим операторным выражением для 1/х. [c.110] Решение системы (1.155) приводит к аналитическим зависимостям деформации или напряжения от времени. Эти зависимости находятся в полном согласии с общими соотношениями Больцмана—Воль-терры, на которых мы остановимся очень кратко. [c.110] Вернуться к основной статье