Кривая напряжение сдвига скорость деформирования

Анализ представленных экспериментально полученных данных приводит к заключению о весьма слабом структурировании исследуемой системы. Если трехмерная пространственная сетка и пронизывает всю систему 10% раствора поливинилового спирта в воде, подобно тому как это обычно имеет место в жидкообразных структурированных системах типа гелей нафтената алюминия в органических растворителях, подробное изучение реологических свойств которых нами было проведено в более ранних работах [11], то локальные связи ее, обеспечивающие структуру сцепления, очень слабы, вследствие чего кривые кинетики нарастания напряжения во времени с включением начальной стадии деформирования отвечают монотонной зависимости, без максимумов, соответствующих прочности системы, даже в области высоких градиентов скоростей. Возможно, что пространственная сетка в водных растворах поливинилового спирта низких концентраций (до 10%) отсутствует совсем. Область же эффективной, падающей вязкости в среднем диапазоне напряжений сдвига связана скорее с ориентационным эффектом в стационарном потоке, чем с разрушением структуры системы. [c.181]

Большинство расплавов (и растворов) полимеров при течении обнаруживают опережающее нарастание скорости сдвига по отношению к напряжению сдвига (рис. II. 14, кривая 2). На кривых течения таких систем наблюдаются три участка. При малых (участок /) и очень больших (участок III) скоростях деформирования (сдвига) расплавы полимеров ведут себя как ньютоновские жидкости, вязкость которых постоянная. В промежуточной области скоростей сдвига (участок II, рис. II. 14 рис. II. 15) вяз- [c.34]

При деформировании эластомеров большую роль играют нестационарные эффекты, развивающиеся в период, когда напряжение сдвига еще не достигло или уже превысило устойчивое значение. Для линейного вязкоупругого поведения материала напряжение при постоянной скорости сдвига. во времени (с момента приложения нагрузки) должно увеличиваться монотонно, асимптотически приближаясь к постоянному значению (рис. 1.11). При этом вначале (в области возрастающей ветви кривой) материал ведет себя подобно упругому телу, и тангенс угла наклона касательной к кривой в начале координат приближенно может характеризовать мгновенный (динамический) модуль упругости [6]. Асимптота, к [c.29]

Деление текучих материалов на ньютоновские и неньютоновские отражает их поведение только в установившемся процессе непрерывного деформирования с некоторой скоростью у. При рассмотрении зависимости вязкости от скорости сдвига (или от напряжения сдвига) всегда подразумевается, что во времени состояние и свойства системы не меняются. Так называемые реологические кривые — графики зависимости у от т или т) от X (рис. 3.79) — отражают поведение материала в установившемся (стационарном) режиме деформирования. [c.674]

Кривые развития равновесного напряжения сдвига в адсорбционных слоях ПВС в изученном интервале температур не отличаются от подобных кривых для слоев других биополимеров. Все кривые (т) имеют незначительные максимумы Ргб, спадающие от равновесных значений Р . Высота максимумов при увеличении градиента скорости незначительно растет. Стационарность достигается примерно к 10 мин после начала деформирования. [c.231]

Реологические свойства или свойства, связанные с сопротивлением деформированию и течению, характеризуются вязкостью, динамическим и ста111ческ1Ш напряжениями сдвига, реологическими кривыми зависимости напряжений от скорости сдвига [154, 169]. [c.36]

Эффективная вязкость зависит от температуры, но при очень интенсивном деформировании влияние температуры на величину вязкости уменьшается. Это проявляется в том, что кривые течения в области высоких скоростей и напряжений сдвига образуют сходящийся пучок (рис. 8.9). Это сказывается на значении теплоты активации вязкого течения, которую рассчитывают на основании таких кривых. [c.223]

Все сказанное выше имеет очень важное значение, выходящее далеко за пределы рассмотрения циклического деформирования полимеров с малыми амплитудами. Существует эмпирически надежно установленная корреляция между режимами циклического деформирования полимеров с малыми амплитудами и их установившимся течением [35]. Если принять, что круговая частота численно равна скорости сдвига, то в рассматриваемых здесь случаях модуль потерь равен напряжению сдвига (т). Это значит, что участки кривых зависимости модуля потерь от частоты, описывающие текучее [c.365]

При изложении методов определения вязкости, исходя из результатов измерений различных вязкоупругих функций, речь везде шла о линейной области механического поведения расплава, когда в каждый момент времени 7 т и 7 —х, так что эффективная вязкость не зависит ни от напряжения, ни от временного фактора. Такое значение вязкости, формально определяемое как предельное при т - 0, а практически измеряемое для некоторой области малых напряжений, в которой выполняется линейное соотношение между т и 7, называют наибольшей ньютоновской вязкостью и обозначают как т]о. При повышенных напряжениях и скоростях сдвига вязкость расплава изменяется в зависимости от режима деформирования, и тогда говорят о нелинейной области аномалии вязкости , графически представляемой в виде кривой течения — зависимости 7 от т (или т] от т, или т] от 7), изображаемой в линейной, полулогарифмической или двойной логарифмической системе координат. Определение вязкостных свойств полимера включает в себя оценку наибольшей ньютоновской вязкости, формы зависимости эффективной вязкости от режима деформирования, а также характеристику влияния температуры на т) и значения вязкости в нелинейной области поведения расплава. [c.178]

Зависимость сопротивления деформированию от режима течения (скорости или напряжения сдвига) представляет собой основное проявление нелинейных вязкоупругих свойств расплавов полимеров, типичное практически для всех технически важных полимеров.. Этот эффект, называемый аномалией вязкости или неньютоновским течением, обусловлен тем, что под влиянием приложенного напряжения скорость релаксационных процессов возрастает. Зависимость вязкости от скорости сдвига играет огромную роль в реальных технологических процессах переработки полимеров если бы под действием приложенных напряжений не происходило разжижения расплава, его часто просто не удавалось бы продавить через формующий инструмент перерабатывающих машин. Все расчеты, устанавливающие связь между объемным расходом (производительностью) и перепадом давления при течении расплавов полимеров через каналы различной геометрической формы, основаны па использовании кривых течения реальных материалов, т. е. предварительном определении зависимости т (7). [c.188]

Характер зависимости скорости от напряжения сдвига для серии полистиролов с узкими МВР показан на рис. V.9 (по [171), на котором обобщены результаты экспериментальных исследований кривых течения расплавов полистирола, полученные рядом авторов. Важно подчеркнуть, что монодисперсные полимеры или фракции с узкими МВР не склонны к проявлению аномалии вязкости. Для них наблюдаемая зависимость т (7) совпадает с кривой течения ньютоновской жидкости (т. е. жидкости с постоянной вязкостью, которая не зависит от режима деформирования) и притом в тем более широком диапазоне [c.189]

Поскольку модуль, определенный из кривых растяжения полимерных стекол, даже при очень низких температурах зависит от скорости деформирования, значит к упругой деформации добавляется высокоэластическая. Однако в этом случае высокоэластическая деформация развивается в механически твердом теле только под действием достаточно больших напряжений. Это так называемая вынужденноэластическая деформация. Уменьшение наклона кривой а=/(5) при подходе к максимуму также связано с развитием в образце вынужденноэластической деформации. Характер развития вынужденноэластической деформации свидетельствует о том, что она, подобно пластической, обусловлена напряжениями, вызывающими сдвиг одних слоев материала относительно других. В большинстве полимеров начало развития вынужденноэластической деформации локализовано. При наличии даже небольшой неравномерности в размерах образца создается местное повышение напряжения. Именно в этом месте и развивается вынужденноэластическая деформация, поскольку скорость, с которой растет деформация такого типа, в сильной мере зависит от напряжения. Развитие вынужденноэластической деформации сопровождается выделением тепла. В области деформаций, соответствующих максимуму на кривых рис. 21, 22, замечается начало образования так называемой шейки . При отсутствии максимума на кривой деформация происходит без образования шейки. [c.48]

При некотором значении касательного напряжения скорость сдвига, определяемая по формуле (5.2), оказывается равной заданной скорости сдвига, рост напряжения прекращается и дальнейшее увеличение деформации определяется только вязким течением, которое при некоторой деформации приводит к разрушению тела. Напряжение, при котором заданная скорость деформации становится равной скорости вязкого течения, и есть предел текучести. Следовательно, предел текучести не есть особая точка на кривой а(е) он определяется выбранным скоростным режимом деформирования. Необходимо иметь в виду, что текучесть при любой схеме напряженного состояния начинается при достижении касательного напряжения определенной величины. Качественно аналогичное описание процесса деформации приведено в работах [c.146]

На ротационных вискозиметрах испытания проводят следующим образом. В рабочую камеру прибора, предварительно нагретую до заданной температуры, помещают образец и после стабилизации температурного режима подвергают деформированию с постоянной скоростью сдвига 7(7= 10 —10 с ). В ходе опытов регистрируют изменение во времени касательного напряжения (или крутящего момента). Указанные зависимости довольно быстро достигают установившихся значений, которые сохраняются вплоть до начала термического разложения полимера, после чего напряжение начинает заметно уменьшаться. Термостойкость полимера определяется длиной горизонтального участка кривых касательное напряжение — время или крутящий момент —время . [c.63]

Характер максимумов на кривых Р (х) свидетельствует об одинаковом характере разрушения связей в структурах изученных слоев. Прочность слоев ПВС также зависит от скорости деформирования и отличается по величине при разных температурах. Для слоев ПВС практически отсутствует шведовский участок пластического течения. Только при больших напряжениях сдвига (градиентах скорости) четко обнаруживается бингамовский пластический участок течения с постоянной вязкостью, причем вязкость эта практически одинакова для слоев, сформированных при разных температурах. Очевидно, это также свидетельствует об идентичности структурных элементов данных слоев. [c.231]

В процессе изучения зависимости кинетики нарастания напряжения сдвига Р во времени при 8-= onst [полученные кривые Р(т) представлены на рис. 3] 10% водной системы поливинилового спирта после введения глицерина до 50% были обнаружены резко выражегшые максимумы Рт, отвечающие наличию прочностных свойств в исследуемой системе. При этом экстремальные значения кривых зависимости Р е) = onst, соответствующие прочности системы, проявляются при очень малых скоростях деформирования системы, порядка 3-10 сек к [c.181]

На рис. 5 представлена зависимость Р е) для разных градиентов скоростей 15% раствора поливинилового спирта в воде без структурирующей добавки. Как следует из рис. 5, кривые кинетики развития напряжения сдвига, полученные при е = onst, кроме монотонного характера непрерывного нарастания напряжения Р до равновесного Рп, в области сравнительно малых скоростей деформации, порядка 1,5 сек и менее (кривые /, 2 рис. 5), отличаются ярко выраженным максимумом в начальной стадии деформирования (кривые ,5 рис. 5) с последующим довольно резким снижением напряжения Р до равновесного Р , соответствующего стационарному течению системы при данной постоянной скорости деформирования. В то же время, как это следует из рис. 1, кинетика развития напряжения сдвига Р г) при е = onst 10% раствора поливинилового спирта в дистилляте характеризовалась монотонным нарастанием Р до равновесного во всем исследованном диапазоне постоянных скоростей деформации, включая область высоких градиентов скорости, порядка 500-н 1000 сек К [c.186]

Влияние объемности напряженного состояния на сопротивление У. м. определяется величиной напряжений и деформаций сдвига и растягивающими или сжимающими напряже-ниямп, действующими по тем же площадкам. Сдвиговые факторы, обусловливающие пластическую деформацию, вызывающую накопление повреждений, усиливаются с увеличением всестороннего растяжения и ослабляются с увеличением всестороннего сжатия. Этим объясняется высокое сопротивление повторным контактным напряжениям, соответствующие пределы выносливости оказываются на порядок выше, чем при простом растяжении — сжатии. Сопротивление пластическому деформированию и соответственно усталостному повреждению повышается с увеличением частоты циклического нагружения, т. е. скорости деформирования, что сказывается более интенсивно в условиях повышенных т-р и действия активных сред. Этот эффект проявляется при повторном импульсном нагружении, т. е. на сонро-тивленпи ударной усталости на первой стадии. После образования макротрещины импульсное воздействие ускоряет ее рост, снижая число циклов до полного разрушения. Усталостным разрушениям лучше сопротивляются материалы с повышенно прочностью, пластичностью и вязкостью. У таких материалов кривая [c.630]

Изменение структуры нолимерных систем, являющееся внутренней причиной В. а. и сопутствующих эффектов, происходит во времени, вследствие чего все эти явления имеют тиксотроиный характер. По мере развития деформации происходит постепенно углубляющееся разрушение исходной структуры системы этот процесс завершается выходом на режим установившегося течения, к-рому отвечает динамич. равновесие процессов восстаповлепия и разрушения структурных связей. Поэтому В. а., экспериментально оцененная при различных скоростях и напряжениях сдвига, характеризует конечные (предельные) степени тиксотропного разрушения структуры, реализуемые при данных. механич. и темп-рных условиях деформирования. Кривая течения в области структурной вязкости описывает совокупность таких предельных состояний полимерной системы при различных напряже]шях. При этом области наибольшей ньютоновской вязкости отвечает течение с условно неразрушенной структурой (точнее — структурой, изменения в к-рой не удается зафиксировать вис-козплютрич. методами), а области наименьшей ньютоновской вязкости — течение системы с полностью разрушенной структурой, так что дальнейшее возрастание напряжения уже не может привести к еще болео глубоким структурным превращениям. [c.286]

В конц. дисперсных системах с маловязкой дисперсионной средой часто обнаруживается неинвариант-ность кривых течения относительно радиусов капилляров, особенно резкая при низких значениях скоростей и напряжений сдвига. Это обусловлено обогащением пристенного слоя дисперсионной средой, что снижает сопротивление системы деформированию. Этот пристенный эффект внешне проявляется как пристенное скольжение. С увеличением скоростей и напряжений сдвига концентрация дисперсной фазы в различных слоях системы выравнивается, что приводит к снижению или полному исчезновению пристенного эффекта. При оценке влияния пристенного скольжения на результаты [c.234]

Кривые течения и аномалия вязкости. Вязкость полимеров в В. с. зависит от мол. массы и темп-ры, а для данного образца — от режима деформирования (скорости деформации и напряжения), влияние к-рого определяется характером напряженного состояния, а для случая сдвиговых деформаций — видом зависимости напряжений сдвига т от скорости сдвига V-Для описания вязкостных св011ств часто пользуются [c.287]

Условия деформирования существенно изменяются в точке А, когда элементы структурного каркаса необратимо разрушаются под воздействием сил вязкостного происхождения, превышающих прочность связей в самом каркасе. Разрушение большого числа связей в узком диапазоне скоростей сдвига приводит к так называемому явлению сверх аномалии, когда т понижается с ростом у. Этому соответствует излом на кривых АОстр, отражающих качественно иную картину процесса деформирования в этой области. На снижение значения т, помимо разрушения структуры, влияют также ориентационные эффекты, для рассматриваемой системы они составляют примерно 20 % снижения т. За точкой В следует практически вертикальный участок кривой установившегося течения с переходом после него к обычной аномалии вязкости, уменьшающейся с повышением у. Этому вертикальному участку соответствует значение остаточного предела текучести Тц для условий сдвигового разупрочнения. О структурных превращениях в этой области дает представление изменение кривых АОстр. Пунктиром показана кривая, соответствующая значению т в максимуме кривых напряжение—деформация т = = / (у), полученных при постоянных значениях Это величина, соответствующая переходу от деформирования с неразрушенной структурой к разупрочнению под влиянием ее разрушения, имеет четкий физический смысл, его Г. В. Виноградов предложил именовать пределом сдвиговой прочности Хц.,. Значение Тд. не зависящее от скорости деформации и характеризующее прочность структуры в максимально упрочненном состоянии, соответствует пределу текучести т . [c.96]

При исследовании механических свойств наполненных полиуретанов [666] было показано, что введение порошкообразного Na l изменяет кривую напряжение — деформация от типа, характерного для высокоэластического состояния, до пластического разрушения, и что напряжение текучести изменяется обратно пропорционально размеру частиц. В работе [427] исследовано влияние скорости деформации на напряжение текучести. Оказалось, что напряжение текучести ири сжатии эпоксидной смолы, наполненной песком, является линейной функцией логарифма скорости деформации, наклон которой не зависит от концентрации наполнителя. Сходная линейная зависимость напряжения текучести при растяжении от логарифма скорости деформации получена в работах [636, 637], в которых исследованы эпоксидные смолы, наполненные стеклом, в области пластического разрушения. Было также показано, что зависимости напряжения текучести от скорости деформирования, полученные в изотермических условиях, могут быть достаточно хорошо совмещены сдвигом вдоль оси логарифма скорости деформации (рис. 12.10) фактор приведения при этом не зависит от наполнителя, но в достаточной степени зависит от матрицы. [c.328]

При увеличении скоростей и напряжений сдвига высокомолекулярные линейные полимеры переходят в высокоэластическое (каучукоподобное) состояние, что кардинальным образом изменяет их поведение при деформировании. Это требует пересмотра традиционных представлений в отношении возможных механизмов вязкости для многих полимерных систем. Экспериментально доказано, что при скоростях и напряжениях, п ревышающих определенные критические значения, нельзя йользоваться понятием вязкости, а построение кривых течения бессмысленно. [c.397]

Кривые течения характеризуют зависимость напряжения сдвига т или эффективной еязкости расплава полимера Пэф —т/7 от скорости сдвига f при определенных температурах. Подавляющее большинство расплавов полимеров являются псев-допластичными системами, т. е. ведут себя как жидкости, эффективная вязкость которых уменьшается с ростом скорости сдвига (рис. 22). Характер убывания т]эф с ростом зависит от природы полимера и интервала скоростей сдвига. В процессе переработки расплавы полимеров подвергаются деформированию в интервале скоростей сдвига от 10 до 10 с , при этом эффективная вязкость (а следовательно, и текучесть) будет изменяться в весьма больших пределах. Поэтому для оценки текучести полимера применительно к условиям переработки различными методами необходимо иметь набор кривых в макси-мальмально широком интервале скоростей сдвига и температур. С помощью такого набора кривых течения можно сопоставлять текучесть различных полимеров в одинаковых или разных температурно-деформационных условиях. [c.67]

В дальнейше.м, после образования пристенного слоя, происходит проворот внутреннего цплпндра с проскальзыванием слоев ориентированного матернала по слою смолы II, что является причиной уме1ньшения напряжений сдвига, несмотря на увеличение скорости деформирования композиции (участок С на рис. 2.22). В ряде случаев наличие участка С на реологической кривой может быть следствием не только образования пристенного слоя, но и так называемого эффекта срыва прн некотором критическом напряжении сдвига, 1аблюдаемого при тече-нп п чистых , ненаполненных полимеров. В этом случае двухслойная модель течения не применима. [c.65]

В результате испытаний на ротационных вискозиметрах с постоянным напряжением сдвига получают зависимости, типичный пример которых показан на рис. 26. На этом рисунке по оси абсцисс отложено время с момента нагружения ротора, а по оси ординат — деформация сдвига, развивающаяся за это время и измеряемая по углу поворота ротора. Начальные участки графиков представляют собой кривые, плавно переходящие в наклонные прямые. Это отвечает постепенному снижению скорости деформации, так что после нескольких секунд деформирования скорость сдвига, определяемая как тан-тенс угла наклона касательных к кривым на рис. 26, становится постоянной. В период неустановившегося режима деформирования развиваются высокоэластические деформации, сопровождаемые перестройкой надмолеку- [c.79]

При малых скоростях сдвига напряжения нарастают монотонно от нуля до постоянных значений (см. кривые 5 и б), сохраняющихся затем сколь угодно долго. Такой характер функции а = 1 х) реализуется в тех случаях, когда скорость релаксационных процессов значительно выше скорости церестройки структуры полимера под влиянием деформирования. [c.80]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология