Энергия упругости. Гистерезисные потери

Энергия упругости. Гистерезисные потери [c.96]

В то же время при (большой) концентрации (0,6-Ю ) разрывов связей на 1 м (т. е. 0,83 мол/м ) рассеивающаяся в виде тепла Qь полная энергия, накопленная втягивающимися концами цепей, в среднем равна 722 кДж/м . Химическая энергия Уь данного числа разорванных связей равна 156 кДж/м . Значение средней энергии следует также сравнить с плотностью накопленной энергии упругой деформации, т. е. с о /2 . Эта величина равна 125 МДж/м для сверхвысокопрочного волокна ПА-6 и в свою очередь составляет лишь шестую часть плотности энергии когезии данного материала. Поэтому рассеяние энергии, обусловленное разрывом связей, немного меньше, чем чисто гистерезисные потери при нагружении и раз-гружении волокна полиамида (для ПА-6 1 б 5-10 при частоте 10—30 Гц). [c.259]

Св-во ТВ. тел частично необратимо поглощать энергию при их деформировании без течения (внутреннее трение). Для упругих тел такое поглощение энергии обычно мало, однако оно возрастает в нек-рых узких температурных областях, наэ. областями релаксационных переходов. Для эластомеров (каучуков и резин) потери энергии, обусловленные внутр. трением, соизмеримы с энергией упругих колебаний, что приводит к разнообразным гистерезисным явлениям при их деформировании. С В. твердых тел связана их способность демпфировать колебательные напряжения. [c.113]

Влияние агента вулканизации на упруго-гистерезисные свойства, а также на статическую прочность, длительное время объясняли как энергией диссоциации, так и длиной и гибкостью поперечных (мостичных) связей. Получавшиеся разны.ми автора.ми противоречивые результаты долго не позволяли сделать вывод о важности этих пара.метров сетки. Недавно проведенные исследования [44] показали, что при одинаковой густоте сетки, близких степенях деструкции молекулярных цепей и равном содержании активной части сетки вулканизаты натурального каучука с различным типом поперечных связей не отличаются потерями на внутреннее трение (в режиме заданной энергии цикла и при комнатной температуре). [c.239]

Чисто упругое разрушение твердых тел является скорее исключением, чем правилом [97, 98]. Обычно же в твердых телах образование новой поверхности (трещин) сопровождается локальными пластическими деформациями [96—98]. Это, естественно, является дополнительным механизмом диссипации механической энергии. Все это свидетельствует о том, что изучение структуры энергетического баланса подвергаемых разрушению твердых тел может дать определенную информацию о соотношении отдельных диссипативных механизмов. Хотя изучение разрушения твердых полимеров с позиций решающей роли гистерезисных потерь при усталостных деформациях с использованием простейшего приема — регистрации температурных изменений образцов термопарами — проводится сравнительно давно [101, 102], первая попытка прецизионного калориметрического определения энергетического баланса при разрушении полимеров была предпринята лишь в последнее время [48, 103]. Она имела своей целью прежде всего выявить роль необратимых разрывов макромолекул в энергетике разрушения. [c.207]

Сопротивление трению и соответственно антифрикционные характеристики полимерных материалов обусловлены образованием адгезионных узлов сцепления между контактирующими поверхностями механич. зацеплениями их выступов внедрением выступов одной поверхности в другую, что приводит к пропахиванию (деформированию) более мягкого полимерного материала выступами более твердого контртела, несовершенной упругостью полимеров, вследствие чего деформирование поверхностей трения сопровождается гистерезисными явлениями и диссипативными потерями трения (переход механич. энергии в тепло). [c.97]

Влияние химической природы поперечных связей на упруго-гистерезисные свойства, как и в случае прочности, объясняют двумя факторами энергией и геометрией этих связей. Так, по представлениям Маллинза [70], в условиях повышенных температур и низких частот перераспределение лабильных связей (солевых, полисульфидных) наряду с увеличением прочности, приводит к увеличению крипа, остаточных удлинений, гистерезисных потерь и снижению эластичности. Аналогичной точки зрения придерживается Гофман [106],отмечая, что вулканизаты с моносульфидными и углерод-углерод-ными связями имеют меньший динамический гистерезис и еоответственно лучшие показатели по теплообразованию. Эти выводы подтверждаются и рядом других литературных данных. [c.103]

При низких температурах, в области высоких частот, когда, по данным Ферри и Крауса [92, 93], значительное влияние на потери оказывают свободные концы и захлесты цепей каучука, полисульфидные связи обеспечивают меньший гистерезис [109]. Считают, что соединение цепей подвижной серной связью должно оказывать меньшее вязкостное сопротивление и рассеивать меньше энергии. Преимущества по эл астичности вулканизатов с полисульфидными связями отмечены также в работе [106]. Однако приведенные Лыкиным [69] и Тарасовой [ПО] результаты по раздельному определению упруго-гистерезисных характеристик К я Е) показывают, что при равных значениях динамического модуля вулканизаты с полисульфидными связями имеют более высокое внутреннее трение. Отмеченное противоречие может быть объяснено различными деформационными условиями при определении эластичности по отскоку и динамических характеристик на маятниковом приборе. [c.104]

Исследование влияния параметров вулканизационной сетки и типа поперечных связей на упруго-гистерезисные свойства вулканизатов НК наиболее тщательно проведено в работе [111]. Авторами [111] показано, что при равном значении концентрации поперечных связей, близкой степени деструкции молекулярных цепей и одинаковом содержании эл1астически активной части сетки вулканизаты с различным типом поперечных связей не отличаются по величине потерь на внутреннее трение (в режиме заданной удельной энергии цикла, при нормальной температуре). [c.104]

Высокое внутреннее трение саженаполнениых Р., обусловливающее переход механич. энергии деформации в теплоту, а также низкая теплопроводность Р. приводят при многократном динамич. иагружении массшвных резиновых изделий к т. н. теплообразованию (повышению темп-ры см. Саморазогрев). Теплообразование онределяется упруго-гистерезисными свойствами Р. и зависит от режима нагружения. Внутреннее трение способствует затуханию свободных колебаний в Р., к-рое тем сильнее, чем больше механич. потери. Поэтому Р. с высоким внутренним трением гасят толчки и удары, т. е. являются хорошими амортизаторами. [c.159]

Упруго-гистерезисные свойства можно определять на разрывной машине растяжением образца до определенной деформации и последующей его разгрузкой при обратном ходе нижнего зажима. Кривые, аналогичные кривой на рис. 38, позволяют оценить затраченную и возвращеннзто энергию, а также гистерезисные потери. Затраченная работа пропорциональна площади фигуры ОАС, полезная — ВАС. Площадь гистерезисной петли ОАВ пропорциональна гистерезисным потерям. Эластичность резинц или ее упруго-гистерезисные свойства характеризуются показателем полезной упругости — отношением возвращенной (полезной) работы к затраченной (в %). [c.122]

Описанный процесс состоит, во-первых, в поглощении энергии растягиваемыми цепями, а во-вторых, в ее рассеянии (диссипации) в виде тепла трения, и поэтому может быть главной состав.тяющей гистерезисных потерь. После сокращения образца, растянутого меньше, чем необходимо для разрыва, достигнутое выравнивание отрезков активных цепей сохраняется, так как внутренние напряжения вызывают скручивание цепей, а не обратное скольжение. При по-вторно.м растяжении напряжения распределяются равномерно по цепям, которые сильнее вытягиваются под действием меньшей нагрузки (уменьшается напряжение при заданном удлинении). Этот эффект усиливается перемещением частиц наполнителя при деформации. В подобных условиях, как полагают, упругое восстановление такого типа, как в ненаполнеиных вулканизатах, становится недостаточным [38]. [c.235]