ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Длительная прочность (усталость) полимеров из "Трение и износ полимеров" Износ полимеров при трении зависит как от сил трения, так и от прочностных свойств материала, в первую очередь — от свойств, связанных с длительной прочностью. Многократная деформация на шероховатостях трущихся поверхностей приводит к типичным явлениям усталости. Поэтому прочностные свойства нельзя игнорировать при рассмотрении фрикционных свойств твердых тел. [c.27] Современное состояние проблемы прочности полимеров подробно изложено в монографии [68]. В этом разделе вопросы прочности будут изложены только в той мере, в какой это необходимо для дальнейшего рассмотрения фрикционных свойств полимеров и износа. [c.27] Существует два основных механизма разрушения твердых тел и полимеров атермический и термофлюктуационный [52]. Первый механизм был рассмотрен Гриффитом и описывает разрушение твердых тел под действием внешней силы, без учета флюктуационных разрывов межатомных связей в процессе теплового движения (строго говоря — при абсолютном нуле). Для реальных дефектных твердых. тел разрушение, по Гриффиту, наступает, когда в вершине наиболее опасной трещины перенапряжение достигает критического значения, близкого к предельной прочности. [c.27] Процесс разрушения нельзя рассматривать без учета релаксационных э( ектов. Одним из основных проявлений этих эффектов являются механические потери. Согласно классификации Бартенева [52, 68], можно выделить условно два типа потерь поверхностные и объемные . Первый тип потерь, характерный для любого твердого тела, в том числе идеально хрупкого, связан с необходимым сбросом энергии после перехода рвущейся связи через потенциальный барьер и с невозможностью полной квазистатичности этого процесса. В случае неупругого, пластичного и т. п. материала возникают потери, обусловленные неупругими локальными деформациями, которые имеют место даже при внешне хрупком разрушении. [c.28] Релаксационные процессы определяют характер разрушения и меняют его механизм [71 ]. Так как температура влияет на релаксационные свойства полимеров, то можно выделить три температурных области (рис. 1.9), соответствующие разным механизмам разрушения. Общий термофлюктуационный механизм действителен для всех трех областей, но при разных условиях [69, 72, 73]. [c.28] Ниже температуры хрупкости Т р прочность реального полимера определяется развитием одной или нескольких трещин на наиболее опасных дефектах. Микродеформации близки к упругим и механические потери сравнительно невелики. По мере повышения температуры в твердом состоянии ниже температуры стеклования в местах перенапряжений (в вершинах микротрещин) успевают реализоваться локальные вынужденноэластические деформации. В вершинах микротрещин возникает область расслоившегося и вытянутого в процессе вынужденноэластической деформации в тяжи материала. [c.28] Область хрупкого (низкотемпературного) разрушения полимеров изучена в работах Песчанской и Степанова [78] и других исследователей. [c.30] учитывая для числа циклов до разрушения п = V/, положить т = Ь к С = уВ, то легко видеть, что формула па = С и формула (1.19) выражают один и тот же закон динамической усталости резины. Так как постоянная С слабо зависит от частоты, то постоянная В = С1 обратно пропорциональна частоте. При переходе к статическому режиму, когда V — О, это соотношение теряет смысл, так как постоянная В должна стремиться не к бесконечности, а к некоторой постоянной В . [c.31] Так как 6 1, то небольшим изменениям прочности соответствуют большие изменения долговечности. Вследствие этого долговечность является более чувствительной характеристикой усталости резины, чем прочность. Именно поэтому в инженерной практике используют в качестве характеристики динамической усталости число циклов до разрушения. [c.31] Кинетическая природа разрушения проявляется, в частности, в зависимости долговечности полимеров от временног орежима испытаний (статические нагрузки, растяжение с различными скоростями, повторные и многократные деформации и т. д.). Это позволяет ставить задачу пересчета долговечности (прочности) от одного режима нагружения к другому. Методика расчетов приведена в монографии [68]. [c.31] Вернуться к основной статье