ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Приложение теории хрупкого разрыва к раздиру резины из "Усиление эластомеров" Поскольку сильно напряженные области, где происходят превращения энергии, локализуются вблизи вершины раздира, энергия, необходимая для распространения раздира, большей частью не зависит от геометрии образца, что является другим важным преимуществом использования энергетического критерия. Следует ожидать, однако, что величина этой энергии будет определяться формой надреза или вершлны раздира и, конечно, прочностными свойствами испытуемых вулканизатов. [c.49] Величина Т представляет собой необратимый расход запасенной энергии упругой деформации (на единицу прироста длины раздира на единицу ширины сечения раздира). Она измеряется в единицах поверхностной энергии, например в эрг/см . Индекс I означает вышеупомянутое условие, т. е. что длина образца приблизительно постоянна и внешние силы не сообщают системе заметного количества энергии. Это наблюдается, например, в том случае, когда скорость распространения раздира значительно больше скорости перемещения зажимов при испытании на раздир. [c.49] Обозначения Т и / те же, что и в уравнении (2.1), а Р — сила, вызывающая раздир, приложенная к плечам. Следовательно, для определения Т достаточно измерить силу, при которой происходит раздир, а скорость распространения раздира можно определить по скорости перемещения зажимов прибора. [c.50] Использование образцов, деформируемых по типу простого растяжения или чистого сдвига, упрощает исследование раздира, в качестве критерия которого рассматривается энергия раздира. [c.50] Хотя характеристическая энергия раздира при данной температуре и скорости раздира должна быть постоянной для данного материала величиной, не зависимой от метода испытания, она даже теоретически зависит от формы надреза, которая влияет на распределение напряжения и на рассеивание энергии в вершине. Экспериментальный контроль первоначальной формы вершины надреза, а также сохранение этой формы при распространении раздира часто затруднительны. Поэтому сравнение характеристической энергии раздира для различных вулканизатов справедливо только в том случае, если при испытаниях воспроизводится геометрия вершины раздира. [c.50] Таким образом, было показано, что зависимость Т от скорости распространения раздира, по крайней мере для ненаполненных вулканизатов бутадиен-стирольного каучука, по существу согласуется с основными прочностными свойствами вулканизата. Однако понятие характеристической энергии раздира вулканизата должно включать такую же зависимость от скорости и температуры, как и предел прочности при растяжении. [c.52] Применение понятия характеристической энергии раздира ко все более усложняющимся системам — от ненаполненных и некристал-лизующихся вулканизатов к наполненным и кристаллизующимся при растяжении — связано с усложнением скоростной и температурной зависимости раздира. Колебания значений Г в условиях установившегося характера раздира, скачкообразного или узловатого, можно объяснить на основе упомянутой выше зависимости предела прочности при растяжении и энергии разрыва от скорости и температуры, с одной стороны, и изменения диаметра и формы вершины раздира — с другой. Если геометрия вершины и возникшая анизотропная структура подвергаются непредвиденным изменениям в процессе распространения раздира, что бывает при узловатом раздире, энергия раздира, определяемая из измерений усилия раздира, не может быть постоянной. [c.52] Тем не менее попытки интерпретировать сложные явления раздира эластомеров, содержащих усиливающие наполнители, используя характеристическую энергию Т, позволили выявить два противоположных процесса Первый и основной процесс, лучше всего наблюдаемый для некристаллизующихся ненаполненных вулканизатов, у которых Т непрерывно возрастает с увеличением скорости распространения раздира, является, по существу, вязко-упругим эффектом. Второй процесс — развитие ориентированной структуры вблизи вершины, требующее определенного времени. Этот процесс объясняет тенденцию к уменьшению Т с увеличением скорости раздира. Наблюдаемая зависимость Т от скорости, температуры, типа сажи и степени наполнения является итогом борьбы этих противоположных процессов. Упрочняющая структура вблизи вершины раздира обусловливает увеличение эффективного диаметра вершины и работы разрушения на единицу объема. [c.52] Вернуться к основной статье