Деформация при постоянной скорости возрастания напряжения

Уменьшение наклона кривой а = (г) по мере увеличения степени растяжения связано с началом развития в образце вынужденно-эластической деформации. С возрастанием напряжения скорость вынужденно-эластической деформации быстро увеличивается. В точке максимума на кривой а = / (е) скорость вынужденноэластической деформации становится равной скорости растяжения, задаваемой прибором. Напряжение, при котором это наблюдается, называют пределом вынужденной эластичности (ств). По достижении Ов происходит резкое сужение образца — образование так называемой шейки . При переходе в шейку полимер ориентируется и его свойства по сравнению со свойствами исходного материала существенно изменяются. Ориентированный материал обладает в стеклообразном состоянии более высокими значениями модуля упругости и предела вынужденной эластичности в направлении ориентации, чем изотропный материал. Когда при образовании шейки достигается степень вытяжки, обеспечивающая заметное возрастание 0в, развитие вынужденно-эластической деформации в шейке резко замедляется. Процесс деформации продолжается у границ шейки, где сечение образца уменьшено, т. е. там, где напряжение повышено, а упрочнение еще мало. На пологом участке кривой растяжения (участок II) напряжение при удлинении остается практически постоянным. Поперечное сечение шейки изменяется мало, и удлинение образца происходит, главным образом, за счет вынужденной эластической деформации материала у границ шейки. Длина шейки при этом увеличивается. Растяжение с образованием шейки и дальнейшим ее распространением является особенностью твердых полимеров. [c.157]

Физико-механические испытания можно классифицировать по -характеру прилагаемых к образцам нагрузок и по назначению. По первой классификации они делятся на две группы статические и динамические. Статические испытания проводят при постоянном напряжении или деформации и при постоянной или малой скорости деформации или малой скорости возрастания напряжения. Динамические испытания ведут при ударных и переменных циклических деформациях и относительно высоких скоростях. Эти испытания, в свою очередь, могут различаться по виду деформации (растяжение, сжатие, изгиб, кручение, сдвиг) по температуре, при которой ведут испытание (низкая, комнатная, высокая) по среде испытания (воздух, кислород, озон, инертный газ, агрессивная). [c.57]

Деформация при постоянной скорости возрастания напряжения [c.77]

Имеются другие более сложные экспериментальные условия, при которых вязкоупругие свойства также могут быть предсказаны с помощью спектров времен релаксации и времен запаздывания, а также с помощью других функций. В гл. 1 в качестве примеров приведены случаи деформации при постоянной скорости возрастания деформации и при постоянной скорости возрастания напряжения. Другим сложным случаем является релаксация напряжения после прекращения установившегося течения. [c.76]

Физико-механические испьггания можно классифицировать по характеру прилагаемых к образцам нагрузок и по назначению. По первой классификации они делятся на две группы статические и динамические. Статические испытания проводят при постоянном напряжении или деформации и при постоянной или малой скорости деформации или малой скорости возрастания [c.58]

РЕЛАКСАЦИЯ механическая в полимерах — изменение напряженного состояния полимера при переходе от неравновесного расположения элементов его структуры (цепных макромолекул, пачек макромолекул, микрокристаллов и т. д.) к равновесному. Р. вызывается механич. воздействиями и, в зависимости от их режима, развивается по тому или иному пути. Простейшие формы Р. в полимерах Р. напряжения — убывание напряжения со временем при поддержании постоянной величины деформации (например, сдвига, одноосного растяжения или сжатия), Р. деформации (ползучесть, упругое последействие) — возрастание деформации при непрерывном и постоянном по (Величине механич. напряжении или убывание ранее развившейся деформации после снятия внешнего напряжения гистерезис механический. Скорость Р., определяемая, в конечном счете, скоростью молекулярных перегруппировок, резко зависит от темп-ры. Мерой скорости Р. является время, в течение к-рого отклонение от равновесия уменьшается в е раз но сравнению с начальным значением. Р. механическая в полимерах — сложный процесс, к-рый условно можно расчленить на ряд простых процессов, вследствие чего приходится иметь дело не с одним временем Р., а с широким набором (спектром) времен. Если известен набор времен Р. напряжения, то при небольших деформациях и напряжениях, в принципе, могут быть рассчитаны как времена Р. деформации, наз. временами запаздывания, так и скорости релаксационных процессов для любых других режимов деформации. [c.319]

Если скорость деформации резко повысить до некоторой постоянной достаточно высокой величины, то напряжения в расплаве полимера возрастут очень быстро, однако затем они постепенно снизятся и достигнут постоянного значения. Это изменение напряжений не всегда связано с такими эффектами, как механодеструкция полимера, повышение температуры расплава и т. п. При деформировании высоковязких неньютоновских жидкостей часто наблюдается резкое начальное возрастание напряжений, которое требует дополнительной затраты энергии на деформирование. Поэтому расчеты энергии, потребляемой при сдвиге с постоянной скоростью, по установившимся значениям напряжений могут привести к ошибочным выводам. С другой стороны, также ошибочными могут быть выводы, сделанные на основании экспериментов, проведенных в неустановившихся режимах деформирования. Такого рода переходные режимы деформирования обычно наблюдаются в области входа в экструзионные головки. Более детально этот вопрос будет рассмотрен ниже — в разделе, посвященном определению входовых поправок в капиллярной вискозиметрии. [c.65]

Эти соотношения графически представлены на рис. 28. Когда 6 — О, вязкостные эффекты малы и времена до разрушения при постоянной скорости деформации и возрастании напряжения или для двух условий статических испытаний становятся равными (хотя при статических условиях время до разрушения приблизительно в 2,7 раза меньше, чем в опытах с постоянной скоростью). Заметное различие между временами до разрушения должно быть лишь при таких условиях, при которых свойства образцов зависят от времени. [c.331]

Запаздывающая упругая деформация, как показывает само название, протекает во времени. Скорость возрастания этой деформации при постоянном напряжении монотонно убывает. После снятия напряжения запаздывающая деформация исчезает с монотонно убывающей скоростью. Это явление называется запаздывающим упругим восстановлением. [c.9]

Исследования механических свойств металлических монокристаллов и обычных поликристаллических металлов в присутствии поверхностно-активных веществ как методом растяжения с постоянной скоростью. деформации, так и методом течения при постоянном напряжении показали значительное уменьшение сопротивляемости монокристаллов деформированию под влиянием добавок поверхностно-активных веществ [3, 4, 6, 7] к окружающей среде. По первому методу это выражалось в снижении предела текучести примерно в 2 раза, а по второму — в значительном повышении начальной скорости течения — в 5—10 раз. Вместе с тем была обнаружена зависимость величины адсорбционного эффекта от ориентации действующих элементов скольжения. Максимальный адсорбционный эффект наблюдается на монокристаллах, для которых 45°. Кривая зависимости величины адсорбционного эффекта от ориентации (рис. 1) не симметрична относительно максимума уменьшение величины эффекта является более резким с уменьшением угла Хо1 с его возрастанием. [c.19]

Кривые деформации при холодной вытяжке полиамида приведены на рис. 259 и 260. В области А В возрастание напряжения происходило с постоянной скоростью. Первоначальный эндотермический эффект, ясно видимый на [c.352]

При низких скоростях сдвига кривые монотонные. С увеличением скорости сдвига изменяется вид кривой т=/(е), и на ней появляется максимум напряжения Хт)- Дальнейшее возрастание деформации приводит к снижению напряжения, достигающего постоянной величины (Тз), соответствующей на- [c.115]

Выше отмечалось, что при определенном значении молекулярного веса полимера наблюдается возрастание величины эффективной вязкости, которое обусловлено структурированием расплавов полимеров. Расплавы полимеров при деформации обладают пластическими и высоко эластическими свойствами [53, 54]. Величина высокоэластической деформации при постоянной скорости сдвига определяется напряжением сдвига и температурой. На рис. 37.10 приведена зависимость напряжения сдвига (г) для полипропилена от относительной деформации при постоянной (но разной для каждого опыта) скорости сдвига. На правой части рисунка представлена зависимость т от продолжительности деформации после прекращения течения, при этом величина деформации (е) оставалась постоянной. Эти данные характеризуют [c.518]

СТИ его нарастания. Далее деформация Рис. 1. Зависимость происходит при практически постоянном между напряжением г и напряжении. Напряжение при котором а У еТ. ратуре ии т. е. скорость возрастания на- же т,,. [c.13]

Из уравнения (1-1) следует, что Ор всегда увеличивается с возрастанием У], если остальные параметры уравнения постоянны. Однако при достижении определенных значений скорости растяжения (разных для полимеров с различными характеристиками релаксационных процессов) структура полимера не успевает перестраиваться перед разрывом. Чем больше скорость растяжения, тем меньше материал ориентируется перед разрывом. Поэтому Ор с дальнейшим ростом скорости растяжения начинает уменьшаться. При определенной скорости растяжения деформация (а следовательно, и вызываемая ею ориентация) становится ничтожно малой (рис. 2-1). В дальнейшем увеличение степени ориентации не влияет на прочность и параметры уравнения (1-1) не изменяются. Температура в рассматриваемых опытах одинаковая. Частота флуктуаций также не зависит от VI. Поэтому продолжает действовать закон с возрастанием скорости деформации увеличивается разрушающее напряжение. [c.11]

Если различным опытам, характеризующимся разными траекториями на рис. 14, соответствует одна и та же точка на огибающей разрывов, то времена до разрушения при релаксации напряжения (4)е, ползучести (4)ст, постоянной скорости возрастания напряжения ( b)a onsi И постоянной Скоро-сти деформации (4)д на- [c.331]

Любая система, в которой отношение напряжения к скорости сдвига численно равно динамической вязкости т] при постоянных давлении и температуре и не зависит от режима деформирования, называется ньютоновской. Полимерные растворы, линейные полимеры, а также материалы на их основе, содержащие дисперсные наполнители (сажи и др.), представляют собой аномально в.чзкие системы. Их аномалия выражается в значительно большем увеличении градиентов скорости деформации с возрастанием напряжения, чем это следует из закона вязкого течения Ньютона [8 72 6.2 —6.4]. [c.148]

Таким образом, испытания с разными скоростями растяжения показали, что стунергчатый распад с возникновением последовательных шеек реализуется в определенном интервале температур и при сравнительно малых скоростях растяжения, при этом наблюдается возрастание деформируемости и прочности. Эти опыты позволяют считать, что распад надмолекулярной структуры с возникновением последовательных шеек обеспечивает полимеру иной комплекс механических свойств. Обнаруженное явление ступенчатого распада надмолекулярных структур с образованием последовательно возникающих регулярно расположенных шеек требует более детального объяснения. Следует напомнить, что образование шейки происходит в результате структурных превращений, которые осуществляются во времени. Если скорость деформации больше скорости структурных превращений, неизбежно возникают перенапряжения, вплоть до разрушения или начала структурного превращения. Поэтому при начале возникновения шейки всегда возникает значительно большее напряжение, которое приводит к запасу потенциальной энергии в первоначально целиком деформируемом образце и эта энергия расходуется на развитие шейки со скоростью, гораздо большей, чем скорость перемещения зажимов. Практически мгновенное образование первой шейки приводит к падению напряжения в образце до величины, при которой дальнейшее структурное превращение оказывается невозможным. Но поскольку растяжение образца происходит непрерывно и с постоянной скоростью, в нем вновь происходит накопление упругой энергии и при определенной величине перенапряжения вновь происходит резкое, почти мгновенное образование новой шейки. Многократное повторение таких циклов дает картину прерывистого регулярного распада. (В тех случаях, когда скорость распада настолько велика, что развитие шейки успевает происходить в процессе де- [c.431]

Движущийся транспорт оказывает на дорогу главным образом сжимающее действие. В этих условиях битумно-минеральные смеси подвергаются постоянным и эластическим деформациям 1801. Природа постоянных деформаций такова, что при постоянном сжимающем давлении скорость сдвига со временем уменьшается до тех пор, пока она не достигает нуля, и деформация прекращается. Когда сксрссть деформации равна нулю, напряжение сдвига исчезает и дорожная смесь ведет себя как твердое тело. Для получения постоянной суммарной или пластической деформации необходимо, чтобы сжимающее давление возросло, но со временем скорость сдвига спять достигнет нулевого значения. Таким образом, дорожная смесь становится в процессе работы в дороге более твердой, т. е. ее предельное напряжение сдвига возрастает. При определенном сжимающем -напряжении, называемом пределом прочности, процесс отверждения или предельнее напряжение сдвига максимальны, и любое возрастание напряжения приводит к разрушению системы. Это разрушение зависит от длительности действия нагрузки при меньших напряжениях для достижения разрушения требуется большая продолжительность их действия. Предел прочности является постоянной (при заданной температуре) характеристикой битумно-минеральной смеси, н она определяет предел ее механической стабильности. [c.77]

Опытов при всестороннем растяжении не производилось, да и неясно, как они могут быть поставлены, однако некоторые данные могут быть получены в результате опытов при одноосном и двухосном растяжении. В этом случае гидростатические напряжения будут соответственно равны СГ1/З и (а1 + (Т2)/3. При одноосном растяжении с постоянной скоростью деформации истинный модуль продольной упругости должен падать по мере возрастания напряжения, при одноосном сжатии модуль должен возрастать. Следовательно, секущие модули изотропных материалов при растяжении и сжатии должны быть различными. Этим и объясняется то, что в справочниках значения модулей упругости полимерных материалов при растяжении всегда меньше, чем модулей упругости при сжатии. Отсюда, конечно, не следует, что эти материалы бимодульные. При малых напряжениях, когда влияние гидростатического давления несущественно, модули упругости при растяжении и сжатии будут, конечно, равны. [c.26]

При возрастании напряжения сдвига все в большей степени начинают происходить процессы ориентации и деформации макромолекул и разрушения структуры. При этом вязкость уменьшается (рис. 10.4) и в некоторой точке достигает постоянного минимального значения — предельной вязкости Г1< = с1да2, отвечающей течению жидкости и возможно более полным ориентации и деформации макромолекул или разрушению структуры. При измерениял вязкости растворов полимеров используются в основном ротационные и капиллярные вискозиметры. Главное преимущество ротационных вискозиметров перед капиллярными заключается в постоянстве скорости сдвига в зазоре между сгагором и ротором. [c.189]

Из рисунка видно, что при низких скоростях сдвига на кривых не наблю даются экстремальные точки. При увеличении скорости сдвига изменяется вид кривой т = / (е) и на ней появляется максимум напряжения (т ). Даль нейшее возрастание деформации приводит к снижению напряжения, дости гающего постоянной величины (Т5), соответствующей началу стационарного течения (на рис. 37.10 начало стационарного течения отмечено черными точ ками). Таким образом, на кривой течения имеется два участка первый участок кривой (до достижения т,) характеризует неустановивпшйся режим течения, второй участок (после достижения Т5) — установивпшйся (стацио парный) режим течения. Следовательно, режим установившегося течения расплава полимера при заданной скорости деформации соответствует интенсив ному разрушению структуры. [c.519]

Фламерфельт [24] исследовал влияние эластичности непрерывной вязкоэластичной фазы на деформацию и дробление ньютоновской диспергируемой фазы. В качестве непрерывной фазы он использовал водный раствор полиакриламида, а в качестве диспергируемой фазы — раствор низкомолекулярного полистирола в дибутил-фталате. Было показано, что существует минимальный размер капли соответствующий данной жидкой системе, по достижении которого дробление прекращается. Увеличение эластичности непрерывной фазы приводит к возрастанию минимального размера капель и критической скорости сдвига, при которой происходит дробление капель, поскольку конечное значение напряжения сдвига зависит от величины У- В соответствии с полученными ранее результатами увеличение вязкости непрерывной фазы приводит к обратному эффекту. Фламерфельт обнаружил также интересное явление в условиях неустановившегося сдвигового течения (ступенч тое изменение прикладываемого напряжения) минимальный размер капли и критическая скорость сдвига значительно меньше получаемых при постоянном напряжении сдвига. Поэтому он предположил, что диспергирование в вязкоэластичной среде должно протекать более полно при переменных условиях сдвига. Действительно, именно такие переменные условия сдвига реализуются в узком зазоре между гребнем ротора и стенкой смесительной камеры, а также в экструдере, снабженном смесительным устройством барьерного типа . [c.390]