Измерение отношения напряжения к деформации

Измерения отношения напряжения к деформации 135 [c.135]

ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ К ДЕФОРМАЦИИ С ПОМОЩЬЮ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ [c.135]

Известен метод измерения динамического модуля при растяжении. Сущность метода заключается в определении упруговязких свойств по отношению амплитуд напряжения, деформации и сдвига фаз. Для этого образец в форме тонкой полоски, моноволокна или пряжи подвергается гармонической деформации растяжения, при этом одновременно определяют напряжение. [c.232]

Описанные выше прямые методы измерения синусоидально изменяющихся силы и скорости или амплитуд и фаз периодического вращения используются в диапазоне частот от очень низких частот до частот порядка 10—100 гц для низкомодульных материалов. При более высоких частотах можно применять метод измерения комплексного отношения напряжения к деформации при помощи электромагнитного преобразователя для низкомодульных материалов применение образца в форме сэндвича с деформацией простого сдвига позволяет создать прибор с достаточно широкой областью применения и высокой точностью. [c.135]

Для измерения динамического модуля при растяжении используется следующий принцип образец в форме тонкой полоски, моноволокна или пряжи подвергается гармонической деформации растяжения и одновременно измеряется напряжение. Вязкоупругие свойства определяются по отношению амплитуд напряжения и деформации и сдвигу фаз между ними (см. раздел 5.3.1). При этом необходимо учитывать два существенных ограничения при измерениях и расчетах. Во-первых, образец должен иметь сравнительно малую длину, чтобы не было заметного изменения напряжения вдоль образца, т. е. длина волокна должна быть малой по сравнению с длиной волны приложенного напряжения. При самом низком значении модуля, которое может быть измерено, 10 дин/см , и плотности образца 1 г/см скорость продольной волны составит 10 см/с. При частоте 100 Гц длина волны напряжения равняется 100 см. Отсюда верхний предел длины образца при этой частоте равен приблизительно 10 см. Во-вторых, существует предел, налагаемый временем релаксации напряжения, причем ясно, что напряжение, развиваемое в материале, не должно релаксировать полностью. [c.118]

И рессоры, равного 140 Г. Остальная часть нагрузки имела периодический характер и действовала только во время самого измерения, длившегося около 2—3 мин. Кроме того, исследование механических свойств проводилось при помощи динамометрических весов, сконструированных в нашей лаборатории. Этот прибор был предназначен для измерения зависимости деформации от напряжения, времени и температуры и представлял собой аналитические весы с отношением плеч 1 10. Одна чашка весов была снята и вместо нее подвешен цилиндрический груз, точно уравновешенный на другой чашке весов (рис. 1). Под грузом на столике помещался образец, который подводился при помощи винта до соприкосновения с грузом. Снимая с чашки весов часть гирь (уравновешивающих груз), можно было изменять вызывающую сжатие образца нагрузку до нуля от желаемой величины. [c.249]

Таким образом, физико-механические свойства всех систем, начиная от высокомолекулярных веществ и их растворов и кончая структурированными дисперсными системами, могут в принципе исследоваться общими методами реологии (реологией называется общее учение о деформации и течении). Такие исследования имеют преимущество перед простыми измерениями аномальной или структурной вязкости неньютоновских жидкостей (рис. 96), потому что структурная вязкость зависит от условий измерения, тогда как реологические константы характеризуют материал независимо от размеров прибора или режима течения. Образование или разрушение различного рода структур или пространственных сеток частиц или молекул с различной прочностью связей и жесткостью структурных элементов играет исключительную роль в дисперсных и полимерных системах и во многих отношениях определяет их техническое использование. Поэтому изучение процессов деформации, их кинетики, частотной зависимости, предельных напряжений и др. имеет большое научное и техническое значение. Установление релаксационного механизма деформации и объективных методов характеристики процессов деформации является существенным успехом коллоидной химии, во многом обусловленном работами советских ученых — Кобеко, Александрова, Каргина, Слонимского, Ребиндера, Соколова, Догадкина и др. [c.251]

В качестве критериев возникновения Т. в. предлагались такие безразмерные параметры, как произведение скорости сдвига на характерное время релаксации, отношение первой разности нормальных напряжений к касательным, величина высокоэластич. деформаций, накапливаемых в потоке, различные соотношения между вязкоупругими характеристиками материала, определяемыми при измерениях динамич. свойств среды, и т. п. Все эти критерии эквивалентны только для простейших реологич. моделей материала (см. Реология), но дают различные количественные оценки условий наступления Т. в. для реальных вязкоупругих сред. Общий критерий наступления Т. в. для всех материалов не известен, что, возможно, связано не только с разными внешними формами проявления Т. в., но и с тем, что Т. в. может обусловливаться различными физич. процессами. К их числу относятся переход из текучего состояния в вынужденное высокоэластическое, переход от течения к пристенному скольжению, образование разрывов в материале, кристаллизация вследствие высокого гидростатич. давления и ориентации при течении через капилляр. Для простейших реологич. моделей теоретически исследована возможность появления Т. в. при возникновении гидродинамич. неустойчивости. [c.333]

Результаты многих экспериментальных исследований позволяют в настоящее время предложить некоторые количественные оценки высокоэластических свойств расплавов полимеров. Так, в области достаточно высоких, молекулярных весов, примерно в 10 раз превышающих критический молекулярный вес Мкр, модуль высокоэластичности монодисперсных полимеров б, вычисляемый как отношение касательного напряжения т к обратимой деформации сдвига уе, не зависит 6т их молекулярного веса. Характерные значения О, полученные прямыми измерениями уе в области пропорциональности между г и 7е, для некоторых монодисперсных полимеров, находящихся в текучем состоянии, ориентировочно таковы . [c.275]

В опытах по исследованию ползучести напряжение прилагается мгновенно и затем поддерживается постоянным, а деформация измеряется как функция времени ). Для простого сдвига это соответствует постоянному напряжению i иа фиг. 4, для всестороннего сжатия — постоянному ограничивающему давлению на фиг. 5. Обычно результаты измерений выражаются в виде податливости, изменяющейся во времени при этом /(/) всегда означает отношение деформации к напряжению для ползучести при сдвиге, а B(t)—ту же ве.тп-чину для объемной ползучести, и аналогично D t) и т. д. Если размеры образца в конечном счете заметно изменяются, то при вычислении напряжения и деформации это изменение, конечно, должно быть принято во внимание. Как это неоднократно иллюстрируется в следующей главе, для любого полимерного материала деформация развивается вначале быст )о, а затем постепенно замедляется. [c.23]

Модуль G (oj) определяется как отношение составляюще напряжения, находящейся в фазе с синусоидально изменяющейся деформацией, к величине этой деформации. При сравнении различных систем при одинаковых амплитудах деформации он является мерой энергии, запасаемой и освобождаемой за период колебаний в единице объема данного материала. Зависимость упругого модуля от угловой частоты в логарифмических координатах представлена на фиг. 14. Поскольку как G(i), так и G (o>) определяют запасенную упругую энергию, а динамические нз.мерения при частоте (О качественно эквивалентны измерениям неравновесных свойств при t = 1/о), 10 приведенные зависимости являются в первом приближении зеркальным отображением относительно оси. модуля соответствующих зависимостей, описывающих релаксацию напряжения. В частности, когда G(t) изменяется очень медленно, G(t) G (l//), так что значения Gg и Ge, характеризующие поведение материала при высоких и низких частотах, те же самые, что и значения, характеризующие поведение материала при малых и больших временах наблюдения соответственно. [c.46]

В остальных параграфах настоящей главы описываются периодические, или дина.мические, измерения. Самый простой метод исследования реакции вязкоупругой системы на напряжение, изменяющееся по синусоидальному закону, состоит в записи напряжения и возникающей деформации как функций времени в соответствии с фиг. 8. Отношение максимального значения напряжения к максимальному значению деформации равно ]0 , а расстояние между ними на шкале времени, умноженное на частоту оз, равно фазовому углу 5, измеряемому в радианах. Тогда О и О". можно получить из уравнений (1.9) и (1.10). [c.109]

Помимо ошибок измерения удлинения, кривые усилие — удлинение несовершенны в том смысле, что ни одна переменная не имеет прямого физического отношения к образцу. Реальные физические величины — это напряжение и деформация. Преобразование силы в напряжение требует знания площади поперечного сечения, поскольку известно только его первоначальное значение. Одновременные измерения бокового сжатия дали бы возможность выполнить необходимую коррекцию, но из-за ее отсутствия преобразование удлинения при больших деформациях будет неточным. Точность дополнительно ухудшается, если образец вытягивается неравномерно, т. е. если образуется шейка. Преобразование удлинения в деформацию также приближенно, несмотря на применение специальных захватов и профилей образца. Часто ошибки очень велики. Типичные ошибки 50 или 100% при малых деформациях вплоть до 0,005 они уменьшаются при деформациях 0,1—0,2 и могут возрастать вновь при больших деформациях, если образец проскальзывает в зажимах. [c.110]

Наибольшее распространение в практике оценки прочности адгезионных соединений получил простейший критерий — среднее разрушающее напряжение, которое определяется как отношение разрушающей нагрузки Рь к площади поверхности склейки 5, когда разрушение происходит по границе. В испытаниях на сдвиг — это отношение сдвиговой нагрузки в момент разрушения к площади склейки, в испытаниях на нормальный отрыв— отношение разрушающей нагрузки (приложенной нормально к плоскости склейки) к площади разрушенной склейки и т. д. В испытаниях на длительную прочность в режиме постоянной нагрузки — то же самое, но еще измеряется и время от нагружения до разрушения. Широкое использование этого критерия в практике испытаний объясняется не только его простотой, но и методическими трудностями измерения каких-либо иных параметров, в частности деформаций тонкого клеевого шва. [c.50]

ГОСТ 9550—60 [1, 2] посвящен методам определения модуля упругости пластмасс. Стандарт определяет модуль упругости следующим образом. Под термином модуль упругости понимают отношение нормального напряжения к соответствующему относительному удлинению при простом растяжении или простом изгибе стандартного образца в пределах пропорциональности. Сформулированы требования, предъявляемые стандартом к испытательной машине для испытаний на растяжение и изгиб, а также к отдельным элементам машины. Приведены чертежи стандартных образцов для испытаний, установлены требования в отношении точности определения размеров образца, точности поддержания температуры и скорости нагружения. Определены требования, предъявляемые к устройствам для измерения деформаций. Приведены формулы для определения модуля упругости из испытаний на растяжение и изгиб, а также формулы для определения погрешностей эксперимента. [c.159]

Общими достоинствами электромагнитных преобразователей являются возможность плавного регулирования частоты в довольно широких пределах проведение измерений при варьируемых, но малых амплитудах деформации (доли процента), что позволяет проводить измерения строго в линейной области механического поведения исследуемого материала использование электрических методов измерений, позволяющих находить комплексное отношение напряжения к силе тока (Zэ) без прямого определения механических характеристик — амплитуд сил и смещений и разности фаз возможность проведения измерений на образцах небольших размеров (с массой до 2—3 г). В то же время приборы такого типа весьма сложны в изготовлении, наладке и калибровке, а также требуют довольно длительной н трудоемкой обработки экспериментальных данных, если не использовать для этой цели вычнслительную технику. [c.135]

При динамических измерениях можно определять энергию, запасаемую в полимере и обратимо отдаваемую им в каждом цикле. Мерой этой энергии служг г модуль упругости Одновременно определяется сопротивленне полимера деформированию, обуслов-ленное диссипацией энергии, — переходом некоторой части работы деформирования в тепло. Эта часть сопротивления тела деформированию характеризуется модулем потерь О". Отношение Ср /С называется тангенсом угла механических потерь 1дб, так как именно вследствие диссипативных потерь в каждом цикле происходит сдвиг деформации относительно напряжения на определен-цьш фазовый угол, притом тем больший, чем больше потери. Модуль потерь и модуль упругости имеют одинаковую размерность дин1ем . Отношение модуля потерь к круговой частоте 0 7(й —т) называется динамической вязкостью Она имеет ту же размерность, что и коэффициент вязкости в уравнении НьютОна, [c.263]

Таким требованиям отвечает тонкостенный образец в виде круглой трубки, нагружаемой крутящим моментом. Если отношение внутреннего и наружного диаметров близко к 1, то соблюдается требование однородности напряженного состояния. В отличие от испьгганий на растяжение или сжатие температурная деформация не влияет на угол закручивания образца, поэтому программа задаваемой деформации может осуществляться путем измерения угла за1фучивания. Достаточно просто можно перейти от касательного напряжения х к а по углу закручивания образца — определить е , что отвечает одному из перечисленных вьпде требований. [c.462]

Динамические нормальные напряжения, рассматриваемые в обобщенных молекулярно-кинетических моделях полимерных систем, так же как и динамические функции, обсуждавшиеся для этих моделей в гл. 3, относятся к обйасти малых амплитуд, когда коэффициенты нормальных напряжений, равно как и модули, не зависят от амплитуды деформации. Поэтому проверка теоретических результатов должна проводиться при измерениях динамических нормальных напряжений, возникающих при малых амплитудах деформации. Это оказывается весьма сложной экспериментальной задачей, поскольку сами нормальные напряжения при малых деформациях представляют собой эффект второго порядка по отношению к касательным напряжениям. Поэтому измерения динамических нормальных напряжений связаны с существенно большими экспериментальными ошибками и большей неопределенйостью результатов, чем модуля упругости. Тем не менее эксперименты показывают, что возникающие при сдвиговых малоамплитудных колебаниях динамические нормальные напряжения качественно неплохо описываются формулами, полученными для моделей статистических клубков. [c.344]

Мы уже упоминали о наших исследованиях [49] наводороживания в процессе деформации стали, при которых были отмечены огромные скорости дифф зии в зоне, прилегающей к линиям сдвигов. В этом отношении представляют интерес опыты по изучению диффзуии в отожженную деформируемую и недеформируемую мягкую сталь (0,13% С), описание которых приводится в работе [208]. Опыт проводился так, что водород выделялся электролитически на наружной поверхности стального цилиндра (внутри которого создавался вакуум) и диффундировал сквозь его стенки. Параметры диффузии определялись измерением количества водорода, прошедшего сквозь стенки цилиндра без нагрузки и при его растял<ении. При напряжениях, не превышающих предела текучести, диффузия водорода сквозь стенки увеличивалась пропорционально приложенному напряжению, возрастая на 0,25% с увеличением напряжения на 1 кПмм . Это объясняется тем, что в зоне упругих деформаций в отожженную сталь водород диффундирует сквозь кристаллическую решетку более или менее гомоген но- [c.33]

Метод вынужденных колебаний состоит в измерении напряжений, изменяющихся во времени но синусоидальному закону а = а(,соя mi, и возникающей деформации как функции времени. Значения G ( >) и С"(ш) вычисляют по отношению амплитудных значений напряжо1П1я и деформации ojsg и фазовому [c.174]

Полная картина реологических свойств асфальтовых битумов может быть получена только при исследованиях, охватывающих птиро1гую область-действия нагрузки во времени. Для длительного времени действия нагрузки прихменялся статический метод, а для коротких — динамический [2]. Существенно, чтобы расиределение напряжения в испытуемом образце было простым и вполне известным. Тогда деформация может быть выражена через удлинение или сдвиг как функция нагрузки и временя. Величины, полученные таким образом, ири измерениях лучше всего могут быть представлепы в виде кривой, где общий модуль упругости (отношение нагрузх и к деформации), который был назван жесткостью, представлен как функция времени [2]. Фиг. i показывает эту связь для ряда битумов, различающихся по твердости и типу,. [c.14]

Деформационные свойства полимеров исследуют при различных геометрических схемах нагружения. Наиболее распространенным вследствие простоты экспериментального оформления и наглядности интерпретации ю)лучаемых результатов является метод изучения механических характеристик в режиме одноосного растяжения при задании постоянной скорости движения одного конца образца и при фиксированном положении другого конца. В таком эксперименте измеряется зависимость усилия от изменения расстояния между концами растягиваемого образца, которая представляется в виде зависимости напряжения от относительной деформации. При обработке экспериментальных данных часто пользуются условным напряжением СТо1 представляющим собой отношение измеренного усилия к площади начального сечения образца. Если в ходе растяжения сечение образца изменяется равномерно, то нетрудно найти истинное напряжение 0, которое при больших деформациях значительно отличается от 00- Если же растяжение происходит неоднородно, например в некотором месте образуется шейка (суженный уча- [c.220]

Механизм коррозионного растрескивания алюминиевых сплавов не установлен, но многие особенности этого явления определены.. Растрескивание почти всегда носит межкристаллитный характер. Время до появления коррозионного растрескивания в сильной степени зависит от формы зерен и ориентации по отношению к действующим напряжениям. Сопротивление коррозионному растрескиванию деформируемых полуфабрикатов понижается в высотном направлении, поскольку большинство границ зерен в этом случае располагается перпендикулярно приложенным напряжениям. Это влияние устраняют путем рационального конструирования деталей. При испытаниях в условиях плоской деформации установлена связь между скоростью развития трещины и коэффициентом интенсивности напряжений [I, 65], аналогичная связи, полученной для титановых сплавов (см. рис. 5.36). Для большинства сплавов выявляются только стадии I и П. Для некоторых сплавов наблюдается стадия П1, а для других имеет место две области стадии П (два плато независимости скорости развития трещины от К). Скорость распространения трещины может изменяться на девять порядков и определение значения Kis может быть затруднено, так как могут быть получены завышенные значения, если аппаратура по измерению скорости развития трещины, недостаточно чувствительна или длительность эксперимента слишком мала. Считается, что [1] значение Kis может быть определено при скорости развития трещины, равной 10-8 см/с. [c.280]

Другие точки зрения на коррозионное растрескивание. Широко распространено мнение, что причиной развития треЩин при коррозионном растрескивании является непрерывное разрушение пленки на дне трещины под влиянием напряжения. Такой точки зрения придерживается Чэмпион, а при тщательном исследовании, выполненном Логаном, с измерениями потенциалов были получены данные, которые можно истолковать таким же образом. Логан обнаружил, что удаление с поверхности различных металлов пленок, образующихся на воздухе, стиранием их в атмосфере аргона, приводило к тому, что потенциалы металлов имели более отрицательные значения, чем потенциалы поверхностей, обработанных тем же способом на воздухе. В случае алюминиевого сплава потенциал образца, приготовленного в атмосфере аргона, равнялся — 1,43 в (по отношению к насыщенному каломельному электроду), а при приготовлении образца обычным путем — 0,67 в. Значительные изменения потенциалов образцов с надрезами, находившихся под воздействием растягивающих усилий, происходили при напряжениях, незначительно превышающих те напряжения, при которых кривые зависимости деформации от напряжения отклоняются от прямой линии упругих деформаций. Эти изменения потенциала были того же порядка, что и изменения, наблюдавшиеся на образцах, изготовленных в атмосфере аргона. [c.632]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология