Упругая деформация резины

Рис. 21. Энергия упругости растянутой резины (работа деформации).

Свойства резины не могут быть описаны параметрами только твердого, жидкого или газообразного материалов. При деформациях с изменением объема для резин характерна большая жесткость. При деформациях, связанных с изменением формы, резине свойственны весьма малая жесткость и высокая эластичность. Подобно твердым телам, резина способна восстанавливать свою первоначальную форму после снятия нагрузки, при этом пределы обратимой деформации резин значительно шире, чем у металла. В то же время резина имеет аморфную структуру, характерную для жидкости. Однако упругость резины и ее способность восстанавливать форму после снятия нагрузки имеют энтропийную структуру. [c.5]

Как было показано в гл. I и будет подробнее рассмотрено в гл. IV, высокоэластичность резины связана с изменением конфигурационной энтропии полимерных цепей при деформации, тогда как упругость обычных твердых тел связана с изменением внутренней энергии. Термодинамический подход к анализу равновесной деформации позволяет сделать некоторые заключения о законе деформации резины. [c.111]

Из полученных выражений (III. 18) и (III. 19) следует, что деформация резины в рассмотренном случае сводится к объемной упругой и двухмерной высокоэластической. Однако термодинамическое рассмотрение двухмерной высокоэластической деформации резины ничего принципиально нового не вносит по сравнению с рассмотрением более простого случая — одномерной высокоэластической деформации. Поэтому далее термодинамический анализ проводится в приложении к одномерной деформации резины в этом случае формула (III. 19) принимает следующий вид [c.114]

Растяжение кристаллических тел сопровождается увеличением удельного объема, при высокоэластической деформации объем практически не меняется, В то время как обычная упругая деформация развивается практически моментально, со скоростью звука, высокоэластическая деформация требует некоторого промежутка времени. Наконец, обратимая деформация кристаллических тел составляет несколько процентов от первона- чального размера образца,резина же способ- - - - [c.373]

Более сложные модели включают несжимаемость резины. Модели Муни-Рив-лина и Огдена выражают энергию упругой деформации резины как функцию инвариантов деформации и дают соотношение зависимости напряжение от деформации через кратность растяжения. Такие модели более точно отражают поведение резины, особенно при больших деформациях. [c.184]

Для твердых тел, вследствие малости упругих деформаций, обычно не различают истинные и условные напряжения, так как Si Soi- Для резины эти величины смешивать никоим образом нельзя. [c.114]

Большинство аморфных полимеров может находиться в трех физических состояниях стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем. На этой основе полимерные материалы можно разделить на три группы. В первую группу включаются все жесткие полимеры, неспособные к растяжению и большим упругим деформациям, например полистирол. Ко второй группе относятся высокоэластичные полимеры, способные обратимо деформироваться на многие сотни процентов например, натуральные и синтетические каучуки, различные типы резин. К третьей группе относятся пластичные полимеры, обнаруживающие текучесть при воздействии внешних сил, например низкомолекулярные полиизобутилены. [c.486]

Поразительно развитым упругим последействием, называемым высокоэластичностью или просто эластичностью в отличие от упругости, обладают каучуки и резины на их основе. Эластичность вызвана гибкостью длинных цепей макромолекул каучуков-полиме-ров, называемых по этому основному их признаку эластомерами. Тогда как в обычных (низкомолекулярных) твердых телах упругое последействие составляет несколько процентов и не более десятой доли от истинно упругих деформаций, у эластических тел замедленная (эластическая) деформация в десятки и даже сотни раз превышает истинно упругую. [c.12]

Оценка твердости полимеров существенно зависит от используемого метода. Например, при определении твердости упругого материала (резины) по методу Бринелля получается, что резина очень твердая (здесь измеряется только остаточная деформация), в то время как при определении по методу вдавливания шарика она оказывается мягкой, так как здесь одновременно учитывается и остаточная, и упругая деформации. [c.103]

Сопротивление вулканизатов из дивинилстирольных каучуков раздиранию значительно ниже, чем вулканизатов из натурального каучука. Эластичность смесей из дивинилстирольного каучука (по упругому отскоку) ниже эластичности смесей из натурального каучука. Теплообразование нри многократных деформациях резин из дивинилстирольного каучука меньше теплообразования резин из натурального каучука. [c.648]

В результате П. п. уменьшаются времена релаксации полимеров, возрастает их способность к большим высокоэластичным и вынужденно высокоэластичны.м деформациям (см. Стеклообразное состояние), существенно снижаются упругие гистерезисные потери и выделение тепла при многократных деформациях резин, а также т-ры хрупкости стеклообразных полимеров. Модуль упругости, прочность и долговечность полимера непрерывно снижаются с увеличением концентрации пластификатора. В ряде случаев при введении совместимых с полимером низкомол. в-в модуль упругости [c.563]

Из выражений (V. 8) и (V. 9) следует, что трехмерная деформация в рассмотренном случае сводится к объемной (упругой )и двумерной высокоэластической. Однако, термодинамическое рассмотрение двумерной высокоэластической деформации резины ничего принципиально нового не внесет по сравнению с рассмотрением более простого случая — одномерной высокоэластической деформации. Поэтому далее термодинамический анализ проводится для одномерной деформации резины, для которой формула (V. 9) такова [c.145]

Первая (фиг. 36) состоит из конического корпуса /, укрепляемого на станине, плотно входящей в него манжеты 2, изготовленной из упругого материала (резина, кожа), и стакана 3 с конической наружной и цилиндрической внутренней поверхностями, вставленного в манжету. Внутри стакана 3 расположены радиальные и радиально-упорные подшипники, на которых висит вал - центрифуги. Таким образом, вал может несколько раскачиваться за счет деформации упругой манжеты. [c.67]

Затвор электромагнитного кла пана выполняется как из металла, так и с применением неметаллов. Уплотнение металл—металл не обеспечивает достаточной герметичности. Из эластичных уплотнителей наиболее разработаны резиновые элементы, однако их применение имеет недостаток (увеличенный ход затвора из-за упругих и остаточных деформаций резины, старения резины и изменения ее свойств во времени и ряд других), но основное преимущество резины — обеспечение высокой герметичности при относительно низкой удельной нагрузке, позволяют применять резину в качестве уплотнения для затвора. [c.239]

В частности, если расстояние между частицами изменять путем механической деформации упругого материала (резины) с магнитным наполнителем вдоль поля на величину 8 , то при постоянстве объема образца Е1 = 1 /2, и напряженность локального магнитного поля описывается формулой [c.667]

Резина от других конструктивных материалов отличается высокими эластическими свойствами. Почти полностью обратимые упругие деформации возникают в резине под действием относительно небольших напряжений, после снятия нагрузки полностью исчезают. [c.234]

Если известно, что угол атаки абразивной струи близок к 90°, то поверхность детали можно предохранить от изнашивания покрытием из резины, способной амортизировать удар частиц в пределах упругих деформаций с последующим восстановлением формы. [c.45]

Способность к большим упругим деформациям, гашению ударов и вибрации обусловливает все большее применение резин в сопряжениях, к-рые являются источником шума в вагонах, и в амортизирующих устройствах подвижного состава. Значительная часть пассажирских вагонов в скоростных поездах многих [c.489]

Описание высокоэластических деформаций резин, исходя из выбранного упругого потенциала, позволяет использовать результаты испытаний при одноосном растяжении для предсказания поведения материала при любых видах напряженного состояния. Такой подход возможен благодаря тому, что в высокоэластич. состоянии полимерные материалы в значительной степени ведут себя как идеальные упругие тела и диссипативными [c.173]

Экспериментально установлено, что в определенных диапазонах частот динамический модуль упругости не зависит от частоты и в ограниченных пределах зависит от амплитуды колебаний. Это позволяет считать упругую восстанавливающую силу линейно зависящей от деформаций. Однако, упругие свойства резины могут изменяться при ее нагреве в процессе работы. Нагрев резины определяется величинами амплитуды и частоты деформации детали. Учет аналитическим путем всех факторов, влияющих на тепловой режим работы детали невозможен, и они определяются опытным путем. [c.134]

Явление упругого последействия состоит в постепенном восстановлении резины после прекращения механического воздействия или, другими словами, в уменьшении со временем величины остаточной деформации. Величина остаточной деформации резины зависит также от продолжительности ее деформации с увеличением продолжительности деформации увеличивается и величина остаточной деформации, это увеличение может происходить в десятки раз . [c.99]

Чисто упругая деформация аналогична упругой деформации обычных твердых тел с модулем упругости ЫО МПа (ЫО кгс/см ) и связана с изменением межатомных расстояний и валентных углов, соединяющих атомы в макромолекулах, т. е. при развитии такой деформации изменяется внутренняя энергия системы. В чистом виде-этот тип деформации проявляется при низких температурах (высоких частотах) или больших деформациях. Пластическая деформация связана с необратимым перемещением макромолекул друг относительно друга и играет важную роль в каучуках и сырых резиновых смесях (см. гл. 3). У резин она проявляется при очень больших деформациях или при высоких температурах, когда разрушается непрерывная трехмерная сетка. [c.302]

Упругая деформация имеет место при кратковременном действии деформирующей силы или при многократных знакопеременных деформациях, происходящих с большой частотой при небольшой амплитуде. Чаще всего приходится иметь дело с высокоэластической деформацией резины, величина которой увеличивается при увеличении продолжительности действия деформирующей силы. Пластические деформации характерны для невулканизованного каучука, они возникают в результате взаимного скольжения молекул под действием внещней деформирующей силы. Скольжение молекул у вулканизованного каучука сильно затруднено наличием прочных связей между молекулами, и поэтому вулканизаты, не содержащие наполнителей, почти полностью восстанавливаются после прекращения действия внешней силы. Наблюдаемые при испытании наполненных резин неисчезающие деформации являются следствием нарушения межмолекулярных связей, а также следствием нарушения связей между каучуком и компонентами, введенными в него, например, вследствие отрыва частиц ингредиентов от каучука. Неисчезающие остаточные деформации часто являются кажущимися вследствие малой скорости эластического восстановления, т, е. оказываются практически исчезающими в течение некоторого достаточно продолжительного времени. [c.90]

В машиностроении для этих целей широко применяются щуповые профилографы — прецезионные приборы (выпускаемые серийно нашей промышленностью, например профилограф завода Калибр ), в которых по исследуемой поверхности медленно перемещается алмазная игла, имеющая радиус закругления в несколько микронов и прижимаемая к поверхности усилием в десятые доли грамма. Вертикальные перемещения иглы по" микронеровностям исследуемой поверхности регистрируются при помощи электронных устройств. Однако несмотря на незначительное усилие прижатия иглы к поверхности, получение профилограммы с поверхности резины, особенно мягкой, невозможно. Это объясняется тем, что перемещение ощупывающей иглы по поверхности резины совершается скачками вследствие того, что последняя увлекается иглой в местах контакта с резиной. В случае же твердой резины ощупывающая игла перемещается плавно, но тем не менее нет уверенности в том, что регистрируемый профиль поверхности отвечает реальному из-за возможных упругих деформаций резины под действием ощупывающей иглы. [c.295]

В ргекоторых случаях применяется бинтование пленкой из Ф-4 прокладочных колец из других, менее стойких материалов - резины, паронита, асбеста, картона и др. с целью защиты от действия агрессивных сред. Текучесть на холоде может быть использована при установке прокладок из фторопласта-4 на необработанных или плохо обработа1П1ых фланцах, т.к. при достаточном затяге фланцев фторопласт-4 хорошо заполняет все неровности и дает высокую плотность, но только при постоянной гемпературе. В случае колебания темнератур нельзя рассчитывать на хорошее уплотнение при на шчии неровностей на фланцах и на прокладке - поверхности их должны быть обработаны очень точно, чтобы уплотнение достигалось за счет только упругих деформаций. [c.54]

Наблюдаемый эффект инверсии (см. рис. III. 7) объясняется неравновесностью процесса при быстром растяжении резины, когда в начале деформации ее упругая составляющая может иметь заметную величину по сравнению с высокоэластической. При равновесной же деформации резины упругая составляющая ее имеет ничтожную величину, примерно равную 0,05% от высокоэластической составляющей. При аналиве в предыдущих разделах этой упругой составляющей деформации резины мы пренебрегали. [c.121]

Первый вид движения может создавать упругие деформации в полимере и обладает малой энергией активации Л,. Второй вид— вращение замещающих групп — затруднен в большей степени (А.2>А ), но тоже приводит лишь к упругим деформациям. Третий вид теплового движения (распределение всей цепи) обладает значительной энергией активации (Лз -Лд) и приводит к новому виду деформаций — упругоэластическим деформациям, величина которых может достигать 200 процентов и более (резина). Упругоэластические деформации развиваются во времени и характерны только для полимеров. Последний вид теплового движения имеет высокую энергию активации A А ) и может заметно развиваться только при высоких температурах — вязкотекучее состояние, в результате которого получаются пластические деформации. [c.498]

Согласно теории, разработанной советскими учеными А. П. Александровым и 10. С. Лазуркиным, существует три вида деформации каучука и резины 1) упругая деформация, подчиняющаяся закону Гука 2) высокоэластическая деформация и 3) пластическая деформация. [c.90]

Релаксационный характер высокоэластических деформаций каучука и резины проявляется только прп достаточно медленно проходящих деформациях, так как для развития релаксационных процессов необходимо продоллсительное время. Поэтому деформации, происходящие с большой скоростью, а также многократные деформации, происходящие с большой частотой и небольшой амплитудой, имеют в основном характер упругих деформаций, мгновенно достигающих равновесия и также мгновенно исчезающих после снятия нагрузки. Все релаксационные процессы ускоряются с повышением температуры и, наоборот, сильно задерживаются с ее понижением. [c.100]

В стеклообразном состоянии (см. рис. 29) при малых напряжениях в полимере возникает только упругая деформация с модулем Юнга 200—600 кгс/мм (для стали модуль Юига равен 20 ООО кгс/мм--). При больших напряжениях деформационные свойства. аморфных полимеров сложнее В стеклообразном состоянии, в котором пластмас-сы находятся при обычных, а каучуки и резины при низких температурах, растяжение аморфного полимера (рис. 33) внешне пронсходит так же, как и кристаллического, Когда условное напряжение достигает так называемого предела вынужденной эластичности (точка А), в наиболее слабом месте образца образуется шейка , в которую постепенно переходит весь образец (участок А Б). Затем тонкий образец еиде несколько растягивается до разрыва (участок ББ). [c.69]

Высокоэластическая деформация—особый вид упругой деформации, присущий только полимерам. Она характеризуется малым модулем упругости (1—10 кгс1см ) и большими механическими обратимыми деформациями. У пространственно-структурированных полимеров (резин), получаемых при поперечном сшивании линейных макромолекул, высокоэластические свойства проявляются в наиболее чистом виде, так как узлы сетки препятствуют течению материала. Поэтому резина восстанавливает свою форму после разгрузки, как упругие твердые тела. [c.72]

Реальный процесс деформации резины всегда протекает с конечной скоростью и потому герлюдинамическн необратим. В результате внутреннего трения в каждом цикле деформации некоторая часть работы переходит в тепло (явление гистерезиса). Работа внешней силы может быть представлена в виде суммы двух состав-ляюь лих работы, идуилен на преодоление упругих сил, и работы, идущей на преодоление сил внутреннего трения. Первая не сопровождается механическими потерями и не приводит к теплообразованию. Вторая полностью переходит в тепло. Прн многократных деформациях резины теплообразование за счет гистерезиса приводит к значительному разогреву материала. Чем больше тепла выделяется в единицу времени и чем меньшее его количество поступает в окружающую среду путем теплопроводности и излучения, тем больше разогрев резины. Повышение температуры при многократных деформациях резко снижает усталостную прочность. [c.216]

Упругое восстановление формы эластичных жидкостей происходит во многом аналогично упругому восстановлению резин после снятия внепшей нагрузки. Но в отличие от резин высокоэластические деформации, накопленные при течении полимерных систем, способны релаксировать. Это означает, что если между моментом прекращения принудительного деформирования и началом упругого восстановления проходит некоторое время, то конечное значение измеряемой высокоэластической деформации оказывается тем меньше, чем бЬльше период времени релаксации запасенной высокоэластической деформации. В отличие от этого в резинах равновесная высокоэластическая деформация (за исключением особых случаев) не зависит от длительности выдержки образца в нагруженном состоянии. Такая разница в поведении резин и текучих полимерных систем носит тот же характер, что и различие в равновесном напряжении в резинах оно сохраняется (теоретичес1(и) неограниченно долго, в текучих системах напряжения всегда релаксируют до нуля. [c.375]

Во избежание разрущения эмали на фланцевых соединениях следует ограничивать усилие затяжки. В этом случае необходимо применять прокладки с повышенными эластичностью и упругой деформацией, а также увеличенной толщины. Для изготовления прокладок применяют в основном следующие материалы резину, асбестовый картон и асбестовую набивку, а в некоторых случаях — паронит, свинец, иолихлорвиниловый пластикат и фторо-иласт-4. Прокладки из резины применяют при давлении в аппарате до 6 кгс/см и температуре рабочей среды до 90° С, а прокладки из асбеста — при давлении в аппарате до 2 кгс/см . [c.34]