ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Режимы испытаний при определении характеристик прочности полимеров из "Прочность полимеров" Различают несколько основных режимов деформаций, при которых определяют соответствующие характеристики прочности режим постоянства деформирующего напряжения, режим постоянства скорости нагружения, режим постоянства скорости разгруже-ния, режим циклического нагружения. Особо следует выделить режим деформации в условиях воздействия агрессивных сред. Если скорость нагружения достаточно велика, то испытание носит характер удара. Прочность при таком режиме характеризуется величиной удельной ударной вязкости. [c.19] Испытание полимерных материалов на долговечность при постоянном деформирующем напряжении. При измерении малых значений долговечности необходимы устройства для быстрого нагружения образцов и малоинерционные системы, способные регистрировать напряжения, кратковременно возникающие в образце. Иначе время нагружения при переменном значении напряжения может оказаться сравнимым с долговечностью, определяемой при постоянном значении напряжения. [c.19] Для правильного измерения долговечности необходимо, чтобы напряжение оставалось постоянным на протяжении всего времени испытания, так как иначе потребуются громоздкие пересчеты. Наилучшим образом этим требованиям удовлетворяет механический импульс в виде ступеньки с достаточно резким передним фронтом (рис. 3). Однако иногда сила мгновенно возрастает, но возникающие в образце напряжения и деформации устанавливаются не сразу, и процесс установления заданного напряжения может значительно исказить результаты измерений. [c.19] Вместо механического демпфера можно применить электрическое устройство. [c.20] При длительных испытаниях, когда долговечность велика, возникает необходимость в специальных приспособлениях для поддержания напряжения в образце постоянным. В этих случаях напряжение в образце, находящемся под постоянной нагрузкой. [c.20] Испытание прочности при постоянной скорости нагружения. Этот режим является в настоящее время наиболее распространенным и регламентирован стандартом . Применяемые обычно машины работают при постоянной скорости перемещения зажимов. При таком режиме испытания можно с известным приближением считать, что скорость деформации постоянна и соответствует постоянной скорости нагружения. [c.22] Рассматривая материалы, находящиеся в определенном состоянии, не изменяющемся в процессе деформации, можно прийти к следующим выводам. [c.23] Знаменатель подынтегрального выражения характеризует временную зависимость прочности, которая будет разобрана в дальнейшем более подробно. [c.24] В подавляющем большинстве случаев Тр Л. и вторым членом можно пренебречь, т. е. [c.24] Полученное выражение связывает временную зависимость прочности с прочностью при постоянной скорости роста напряжения. [c.24] Значения долговечности, вычисленные таким образом, представлены на рис. 8 (белые кружки). [c.24] Испытание прочности полимеров при режиме циклического нагружения. При циклическом нагружении значения нагрузки и деформации изменяются по определенному закону, колеблясь от минимальных значений до максимальных. Устройство испытательных машин обычно таково, что деформации и напряжения изменяются по синусоидальному закону. В тех же случаях, когда изменение напряжения и деформации происходит по более сложному закону, его тоже можно представить в виде суммы синусоидальных изменений. Итак, значения деформации колеблются от до (У—амплитуда динамической деформации). Напряжения, в свою очередь, колеблются от значений л , до х 2Х (X—амплитуда динамических напряжений). Средние значения деформации и напряжения соответственно дСд и Уд. Таким образом, имеется четыре характеристики динамического режима две динамические X я У и две статические Хд и у . Поскольку многократное циклическое нагружение приводит кутомлению полимерного материала, целесообразно классифицировать испытания при циклическом нагружении в соответствии с сочетанием перечисленных характеристик так, как это принято при анализе утомления полимеров. Для каждого из четырех основных классов испытаний характерно изменение во времени каких-либо двух из четырех перечисленных параметров при постоянстве двух других. Естественно, что если при данном режиме сохраняется постоянным среднее значение деформации, относительно которого значения деформации колеблются во времени, то среднее значение напряжения будет непрерывно уменьшаться вследствие релаксации напряжения. Наоборот, если сохраняется постоянным среднее значение напряжения, то среднее значение деформации непрерывно возрастает вследствие явления ползучести. [c.25] Аналогичные рассуждения применимы к значениям X и На рис. 9—12 изображены основные режимы испытаний и представлены возможные комбинации параметров циклического нагружения . [c.25] В соответствии с изображенными на рис. 9—12 основными режимами различают четыре класса испытаний плюс еще два класса, характеризующихся постоянной скоростью деформации и постоянной скоростью нагружения. Таким образом, все многообразие испытаний полимерных материалов сводится к шести основным классам. [c.25] Ползучесть при статическом растяжении У=0 х 0. [c.26] При испытаниях прочности полимеров под действием циклических нагрузок следует иметь в виду химические процессы, развивающиеся вследствие механической активации неповышения температуры образца . Характерные закономерности прочности не усложняются наложением химических процессов, если максимальные напряжения и деформации в каждом цикле соизмеримы с напряжениями и деформациями, приводящими к разрушению за один цикл . В зависимости от величины максимального напряжения и деформаций, развивающихся за цикл, решающее влияние на прочность оказывают либо химические, либо физические факторы. [c.28] Если режим утомления таков, что в каждом цикле развиваются малые напряжения и деформации, вызывающие разрушения только при большом числе циклов, то определяющую роль играют потери энергии на внутреннее трение. За каждый цикл деформации часть механической энергии пойдет на активацию химических процессов. Доля этих затрат тем больше, чем больше межмолекулярное взаимодействие. Следовательно, возрастание межмолекулярного взаимодействия ухудшает характеристики утомления. [c.28] Наоборот, при таких режимах, когда за цикл деформации развиваются большие напряжения и деформации, близкие к статическим характеристикам прочности, прочность полимера определяется числом и прочностью связей, противостоящих разделению образца на части. В этом случае возрастание межмолекулярного взаимодействия благоприятствует повышению сопротивления утомлению и динамической прочности. [c.28] Влияние скорости на работу деформации до разрушения очень велико. Кривая Л =/(Г) с увеличением скорости деформации смещается в область более высоких температур. Таким образом, несоответствие между скоростью деформации при испытании и реальным режимом работы полимера в изделии может привести не только к резкому несоответствию значений А при испытании и при эксплуатации, но даже к противоположным температурным зависимостям. [c.29] Вернуться к основной статье