Тепловые эффекты при деформации

S.9. ИНВЕРСИЯ ТЕПЛОВОГО ЭФФЕКТА ПРИ ДЕФОРМАЦИИ [c.81]

Аналогичны и тепловые эффекты при деформации при одноосном растяжении высокоэластичный полимер нагревается, а ири восстановлении первоначальных размеров после снятия нагрузки — охлаждается (как известно, газы при деформации (сжатии) нагреваются, а ири расширении—охлаждаются). Обратная картина наблюдается при упругой деформации кристаллических твердых тел они охлаждаются при деформировании и нагреваются при исчезновении деформации. Объясняется такое различие в поведении высокоэластических и кристаллических тел разницей в физической сущности происходящих в них процессов. [c.255]

Так как тепловые эффекты при деформации резин незначительны, то их трудно измерять. Обычно предпочитают поэтому рассчитывать тепловой эффект по изменению температуры при адиабатической (быстрой) деформации. При адиабатических условиях энтропия не меняется ( 5 = 0), а теплота, выделенная системой, идет на увеличение внутренней энергии, сопровождаемое увеличением температуры SQ = где [c.152]

Мы рассмотрели одно из важнейших в физике полимеров приложений термодинамики к полимерам в высокоэластическом состоянии. Термодинамические соотношения применимы к равновесной деформации сшитых эластомеров (гибкоцепных полимерных сеток). Из сравнения термодинамических соотношений с экспериментальными данными следует, что природа упругости полимерных сеток выше температуры стеклования энтропийная, а модули упругости имеют малые значения. При этом деформации сшитого эластомера характеризуются большими значениями (сотни процентов). Таким образом, отличие упругости полимеров в высокоэластическом состоянии от упругости твердых тел существенно. Энтропийная природа упругости полимеров приводит в высокоэластическом состоянии к. тепловым эффектам при деформациях, противоположным тем>. которые наблюдаются у обычных твердых тел. [c.153]

Измерение тепловых эффектов при деформации полимеров представляет собой довольно сложную задачу, т. к. эффекты оказываются очень малыми [порядка 4 — 40 мдж, или (1—10) 10 кал]. В настоящее время выполнен ряд измерений теплов лх эффектов, сопровождающих обратимую деформацию кристаллических и стеклообразных полимеров и каучуков, а также тепловых эффектов при ориентационной вытяжке полимеров. Результаты определения тепловых эффектов при механич. деформации используют для оценки структурных превращений в полимерах. [c.464]

Протекающая во времени перестройка структуры полимерного тела вызывает и такое явление, как релаксация напряжения. Энтропийный характер высокоэластической деформации приводит к необычно большим обратимым удлинениям (тысячи процентов), положительным тепловым эффектам при деформации, возрастанию модуля эластичности с повышением температуры. Сама же величина модуля эластичности на 3—4 десятичных порядка ниже модуля упругости полимерных тел, и на 5—б порядков ниже модуля упругости металлов. [c.105]

Первые попытки объяснить природу высокоэластического состояния неизменно связывались с двумя явлениями — упругим последействием и тепловыми эффектами при деформации каучука. Тепловые эффекты при деформации каучука были обнаружены раньше, чем явление упругого последействия. Первые наблюдения относятся к началу XIX века, а систематическое исследование впервые было проведено Джоулем . В работе Джоуля было окончательно установлено, что каучук при растяжении нагревается в дальнейшем это явление было изучено более подробно з. [c.185]

ТЕПЛОВЫЕ ЭФФЕКТЫ ПРИ ДЕФОРМАЦИИ [c.54]

Температурные измерения могут быть использованы для расчета тепловых эффектов, если считать процесс адиабатическим. Однако экспериментальное выполнение этого требования часто связано со значительными трудностями (имеет место отвод тепла по проводам, расход тепла на нагрев термопары и др.). Задача еще более осложняется при локальном развитии деформации, например при образовании шейки в металлах или полимерах, поскольку в этом случае изменение температуры также носит ярко выраженный локальный характер. Поэтому для точной количественной оценки тепловых эффектов при деформации целесообразно проводить их непосредственное калориметрическое определение. [c.19]

Описанный принцип деформационного калориметра был использован в установках для исследования тепловых эффектов при деформации массивных полимерных образцов [60] и волокон [78]. В последнем случае вместо термобатареи термопар использованы термометры сопротивления, равномерно навитые на наружных поверхностях рабочего и сравнительного цилиндров. [c.26]

Тепловые эффекты при деформации [c.58]

Так как тепловые эффекты при деформации резин незначительны, то их трудно измерять. Обь1чно предпочитают поэтому рассчитывать тепловой эффект по изменению температуры при адиабатической (быстрой) деформации. При адиабатических условиях [c.120]

Высокая деформируемость каучуков, напоминающая способность газов к сжатию, а также аналогия между ними в отношеннк тепловых эффектов при деформации (и те и другие разогреваются при деформации и охлаждаются при восстановшении первоначального состояния, в то время как кристаллы охлаждаются при деформации и разогреваются при ее устранении) позволяют сделать вывод, что и механизм деформации у них должен быть сходен. Если учесть то обстоятельство, что В1 известных пределах деформации объем каучука остается постоянным, следовательно остаются постоянными и средние расстояния между молекулами, то можно сделать заключение, что внутренняя энергия взаимодействия молекул каучука, определяемая расстояниями между ними, не изменяется при деформации. Это значит, что в известоых пределах деформации упругие свойства каучука, так же как и в газе, не связаны со взаимодействием между молекулами. Так как упругие свойства газа обусловлены тепловым движением молекул, то естественно предположить, что высокая эластичность каучука также определяется большой подвижностью его молекул, проявляющейся в тепловом движении. Это вполне соответствует развитому ранее (главы V и VII) представлению о том, что молекулы каучука построены в виде длинных цепочек, способных сильно изменять свою форму вследствие наличия некоторой свободы во взаимном расположении химических групп, соединенных простыми С—С-связями. [c.190]

Бауден [50, с. 279] предложил модель пластического течения по механизму возникновения и необратимого развития сдвиговых деформаций в небольших дискообразных участках структуры стекла подобно движению дислокаций в кристалле. Предсказываемая обеими моделями зависимость предела вынужденной эластичности от температуры, скорости деформации и гидростатического давления находится в хорошем согласии с имеющимися экспериментальными данными [50, 129], причем предполагаемое этими моделями разрыхление структуры косвенно подтверждается результатами исследования межмолекулярного взаимодействия [125] и тепловых эффектов при деформации [124]. [c.100]

Здесь следует привести еще одно замечание. В настоящее время предложены, формализованы и реализованы в универсальных программно-математических комплексах 130, 131, 133] более сложные математические модели поведения конструкционных материалов при деформировании, позволяющие, например, учитывать неоднородность структуры (анизотропию физико-механических свойств), термовязкопластичность (тепловые эффекты при деформациях), разупрочнение, различное сопротивление сжимающим и растягивающим нагрузкам, накопление повреждений, вязкоупругость (наследственные эффекты), упругий гистерезис (включая так называемые эффекты памяти формы ) и многие другие специфические свойства. Однако необходимо помнить, что практически каждая новая модель разрабатывалась вначале для сугубо конкретных (часто очень специфических) условий, а иногда и только для конкретного материала. В рассматриваемой здесь достаточно узкой области металлообработки большинство из вышеперечисленных специфических свойств материалов пока не выявлено, а эффект других вьфажен крайне слабо. Единственная особенность, которую следует (при наличии достоверных и полных экспериментальных данных) дополнительно включить в модель материала трубных сталей, - это ортотропия характеристик физико-механических свойств штрипсового проката (см. Раздел 3.1). [c.574]