Долговечность полимерного материала уравнение

Долговечность полимерных материалов, зависящая от их природы и физико-химических свойств среды, определяется сорбцией и диффузией среды, тепловыми флуктуациями и гетерогенными химическими реакциями. Наложение термофлуктуациопиых, адсорбционных и химических процессов и разница в скоростях нх протекания приводят к экспериментально наблюдаемому перегибу линий долговечности в агрессивных средах ио сравнению с испытаниями иа воздухе. Это обстоятельство требует осторожного отношения к ирименению различных эксиресс-методов и экстраполяции результатов, полученных ири таких форсированных испытаниях, особенно при высоких значениях напряжений, для прогнозирования длительной работоспособности материала, т. е. при небольших значениях механических напряжений. Как показывает анализ многочисленных экспериментальных исследовапий, полная и достоверная оценка практической пригодности и работоспособности напряженных конструкционных пластмасс в агрессивных средах может быть произведена при уровнях механических напряжений в диапазоне 20— 60 % от разрушающих. В этом диапазоне разрушение происходит за время, в течение которого наблюдают практическое насыщение материала жидкой средой и совместный эффект воздействия механического и химического факторов на кинетику разрушения. Экстраполяция этого участка общей кривой долговечности в область низких напряжений для прогнозирования длительного срока эксплуатации материала может привести к занижению времени и, следовательно, к повышению ресурса эксплуатации и надежности конструкции. Совместное решение двух экспоненциальных уравнений, описывающих долговечность в агрессивной среде и на воздухе, дает возможность определить напряжение, выше которого агрессивная среда не оказывает влияния иа характер разрушения материала. [c.43]

Уравнение Журкова было изучено в условиях одноосного растяжения при постоянном напряжении. Если известны константы этого уравнения, можно предсказать долговечность полимерного тела при любых постоянных температурах и напряжениях. Однако на практике материалы подвергаются воздействию самых раз нообразных статических и переменных нагрузок и температур Это вызывает необходимость предсказать долговечность полимер ного тела при таких переменных режимах нагружения и темпе ратурного воздействия без длительных лабораторных испытаний Тогда долговечность полимерного материала (время жизни tp) определяется из соотношения [c.76]

Итак, с помощью критерия Бейли можно во многих случаях рассчитать долговечность полимерного материала в условиях переменной нагрузки. Это прямая задача. Можно решить и обратную задачу по данным динамометрических испытаний при нескольких температурах определить параметры /о и у в уравнении Журкова. Кривые растяжения, получаемые в результате таких испытаний, необходимо перестроить в координатах истинное напряжение — время. В общем случае эти кривые имеют разнообразную форму, и их нельзя описать каким-либо простым уравнением. Тогда решение задачи возможно только графическим путем . [c.398]

Что же касается прочностных свойств полимеров, то в настоящее время прочность определяется не каким-либо числом прочности (например, пределом прочности), а долговечностью полимерного материала, зависящей от напряжения и температуры. Время жизни (долговечность) полимерного материала описывается известным уравнением Журкова [уравнение (39)], и чтобы определить параметры этого уравнения, обычно проводят серию испытаний материалов в изотермических условиях при постоянном напряжении. Поскольку в условиях термомеханического исследования в одном опыте охвачен широкий температурный интервал, как будет показано ниже, параметры уравнения Журкова можно сравнительно быстро определить, исходя из термомеханической кривой. [c.97]

Влияние молекулярной массы на долговечность полимерного материала объясняется изменением структурно-чувствительного коэффициента у, входящего в уравнение долговечности и зависящего от степени полимеризации п [34] [c.66]

Долговечность — время от момента нагружения до разрушения полимерного материала при ностоянном напряжении (тр). Наиболее известным уравнением, связывающим Тр с приложенным к полимерному материалу напряжением ст и температурой Т, является уравнение Журкова [c.37]

II крайне напряженным температурным режимом на границе трения. По этой причине при изучении передачи и прекращения движения много внимания уделяется проблеме износа используемого полимерного материала и соприкасающегося с ним металла. Следует отметить, что соблюдение требования уравнения (УП, 1) может сопровождаться повышением износа фрикционного полимерного материала против заданной нормы. Если уравнение (УП, 1) справедливо для фрикционного материала трущейся пары при всех режимах эксплуатации, то конструктор должен принять величину фактического, экспериментально установленного износа фрикционного материала для расчета долговечности узла и, исходя из этой величины, предусмотреть увеличенные допуски на изменение толщины фрикционного материала за заданный срок службы или компенсационные устройства — нри малых допусках на изменение толщины. [c.325]

В данном случае нас интересует время, которое проходит с момента начала механического и теплового воздействия до развития деформации, равной е р. Иными словами, нам нужно определить долговечность формы /ф полимерного материала, так как в момент достижения предельной деформации е р материал утрачивает работоспособность вследствие недопустимого изменения формы. Очевидно, долговечность формы определяется из (У.23) при условии, что 8 (ф = е р, и согласно уравнению ( .27) [c.406]

В многочисленных работах, например было показано, что долговечность всех испытанных материалов (металлов, пластмасс, волокон и др.) экспоненциально уменьшается с ростом напряжения и зависит от температуры и свойств материала математически эта зависимость выражается уравнением Журкова. Согласно этому уравнению долговечность полимерных материалов определяется соотношением [c.75]

Для подавляющего числа полимерных материалов, имеющих дефекты в виде микротрещин, применимы уравнения долговечности (6.19) —для полимерных стекол и (6.24)—для полимерных волокон, причем имеются нижняя и верхняя границы справедливости уравнения сго и Оф. Прочность, долговечность, постоянные 3 или к и А=А(1о, <у, Т) существенно зависят от степени дефектности материала (длины начальных микротрещин 1п) и от структуры полимерных цепей (через энергию активации Оо, на которую влияет соотношение в полимерных цепях слабых и прочных химических связей). Условия син- [c.190]

Исследование температурно-временной зависимости прочно-сти 78-80 чрезвычайно важно, так как с ее помошью можно оценивать долговечность полимерного материала при действии на него любых напряжений и температур. Чтобы осуществить эту возможность, необходимо определить параметры щ w у ъ уравнении Журкова [уравнение (39)] [c.89]

Как отмечено выше, прочность полимеров характеризуется долговечностью т полимерного материала, которая при постоянных напряжении а и температуре Т описывается формулой Журкова [уравнение (39)]. В условиях переменных напряя ений или температур время до разрыва полимерного материала tp является функционалом от напряжения и температуры, который при а = = onst записывается так [c.104]

Авторы отводят главную роль фактору времени, корректируя понятие предела прочности. В старом понимании этот термин означал усилие разрыва, а продолжительность действия напряжения до разрушения не принималась во внимание. В действительности это понятие подразумевает долговечность образца при данной нагрузке, а не его предел прочности. Полученное отнощение позволило сделать вывод о том, что разрыв является активационным процессом, скорость которого определяется тепловыми флуктуациями, зависящими от значений КТ. Для разрушения связей, определяющих прочность полимера, необходимо, чтобы скомпенсировался энергетический барьер 1о, величина которого зависит от природы химических связей. Установлено также, что энергетический барьер цо под действием растяжения уменьшается на значение ау. Итак, чем больше нагрузка на материал, тем меньше энергетический барьер, препятствующий процессу разрыва. Уравнение позволяет глубже выяснить механизм деструкции путем установления зависимости, существующей между энергетическим барьером хо и структурными элементами (межмолекулярными силами и химическими связями), которые обусловливают прочностные свойства исследуемого полимера. Определив энергетический барьер (Хо, авторы пришли к выводу, что значения цо по порядку величины совпадают с величиной энергии химических связей (45 ккал моль). Таким образом, разрушение полимерных волокон под действием растяжения, согласно проведенным исследованиям, развивается во времени, зависит от интенсивности нагрузки и возникает в результате разрыва химических связей. Межмолекулярные связи [c.27]