Испытания на релаксацию напряжения и ползучесть

Предложенный эмпирический подход к описанию нелинейных вязкоупругих свойств материала ограничен двумя обстоятельствами. Во-первых, таким способом не удается достичь общего представления о поведении материала в различных условиях нагружения при ползучести и упругом восстановлении, а также в сложных режимах нагружения. Во-вторых, данные, полученные при ползучести, не могут быть каким-либо простым способом сопоставлены с характеристиками поведения тех же материалов, получаемыми при измерении релаксации напряжений или при динамических испытаниях. [c.190]

Чтобы учесть релаксационные свойства полимеров, необходимо найти связь между скоростью движения диффундирующей частицы V в уравнении (7.6) и параметрами модели, позволяющей описать термодинамические свойства полимеров и их реакцию на внешнее воздействие (динамическое и статическое). В качестве такой модели рассмотрим частный случай модели, представленной на рис. 5.2. Эта упрощенная модель представляет собой параллельное соединение двух элементов Александрова— Лазуркина, изображенное на рис. 7.1. Выбор такой модели диктуется тем, что она позволяет описать два перехода (а- и у-переходы), которые имеют место во всех полимерах при динамических испытаниях, основные особенности кривых релаксации напряжения (ползучести) и термодинамические свойства. [c.217]

К статическим испытаниям относят испытания на релаксацию напряжения, ползучесть, долговременную прочность, растяжение с постоянной и небольшой скоростью деформации и т. д. [c.90]

Сейчас при контроле механических свойств материалов для испытаний на растяжение, сжатие, изгиб, скручивание, длительную прочность, ползучесть, релаксацию напряжений применяют громоздкое и дорогое механическое оборудование. Пределы прочности, текучести, упругости, относительного удлинения, ударной вязкости определяют на образцах выборочным путем. Но даже у материалов одной марки, плавки, партии механические характеристики могут разниться. Выход подсказывает применение магнитных коэрцитиметров, позволяющих оценивать качество термообработки, твердость и другие механические параметры через коэрцитивную силу ферромагнитного материала. Так проверяется качество углеродистых сталей и других содержащих железо сплавов после термообработки. [c.60]

Динамические характеристики оптико-механических свойств полимеров в значительной мере мог т отличаться от статических из-за влияния временного фактора. Так, при действии кратковременных имульсных нагрузок процессы, связанные с регистрацией в модели оптической картины полос, длятся от нескольких микросекунд до сотен микросекунд. В этом случае обычные квазистатические испытания на ползучесть и релаксацию напряжения не могут отражать сути происходящих при динамическом воздействии явлений, протекающих в полимерном материале. [c.254]

В процессе испытаний можно поддерживать постоянными указанные силовые факторы, а также скорости изменения осевой силы, гидростатического давления и крутящего момента. Машина может работать при постоянных значениях нагрузок (ползучесть) и деформаций (релаксация напряжений), а также при постоянной скорости нагружения и деформирования. [c.67]

Следует указать также на весьма рациональный метод определения основанный на закономерной взаимосвязи усталостных и деформационных процессов в твердых телах. Можно допустить, что в области безопасного напряжения ползучесть и релаксация напряжения практически отсутствуют. Экспериментально это предположение проверялось на примере полиэтилена высокой плотности [26], а также (более обстоятельно) на образцах пентапласта марки БГ (ТУ 6-05-1422—74). Образцы, по форме соответствовавшие ГОСТ 11262—68 (тип 5), получали методом литья под давлением. Затем их подвергали термостатированию в течение 1 ч при 60 С с последующим медленным охлаждением до нормальной температуры. Испытания проводили на разрывной машине FM-500 при 20 °С. Осуществляли два типа экспериментов. В экспериментах первого типа для серии из 27 образцов определяли по ГОСТ 11262—76 предел текучести и соответствующую ему деформацию ёт, которую замеряли индикатором часового типа с точностью 0,01 мм. Скорость деформирования составляла 10 мм/мин. Безопасное напряжение с учетом выражения (5.168) вычисляли как [c.184]

Так, универсальный прибор для механических испытаний полимерных материалов разработан В. И. Павловым и М. Т. Стадниковым [6]. Этот прибор позволяет проводить измерения диаграмм растяжения и сжатия (зависимостей напряжения от деформации), кривых релаксации напряжения и ползучести (зависимостей напряжения или деформации от времени), термомеханических кривых (зависимостей деформации от температуры), диаграмм изометрического нагрева (зависимостей напряжения от температуры при постоянной деформации), а также ряд других измерений. Особенностью прибора помимо высокой чувствительности и жесткости динамометрической системы является возможность проведения на нем ряда последовательных испытаний на одном и том же образце. [c.25]

Нагревание. Мы уже отмечали, что действие температуры вызывает в полимерах более активное движение молекулярных групп и это повышает текучесть материала. Проведение испытаний при повышенных температурах позволило нам предсказать поведение материала (ползучесть и релаксацию напряжений) в условиях долговременных испытаний при пониженных температурах. Однако повышать температуру следует осторожно, поскольку длительное нагревание может ускорить, старение полимера, т. е. вызвать иные эффекты, нежели те,. [c.189]

Для получения достаточной информации о вязкоупругом поведении материала необходимо иметь экспериментальные данные в широком интервале частот (или времен) и температур. В гл. 5 подчеркивалась эквивалентность результатов, полученных при изучении ползучести, релаксации напряжения и динамических испытаниях, а в гл. 7 будет рассмотрена эквивалентность эффектов, вызываемых изменением времени и температуры. Несмотря па то что этот факт иногда может сузить требуемый интервал экспериментальных измерений, в принципе желательно иметь возможность проводить измерения в широком временном и температурном диапазонах. Этого можно достичь только при совместном использовании большого числа методов, приблизительная временная шкала для которых приведена на рис. 6.1. [c.106]

Испытания на релаксацию напряжения г ползучесть требуют дополнительных устройств для поддержания постоянными соответственно деформации и.1и усилия и регистрации их изменений во времени. Др. дополнительные устройства позволяют использовать Р. м. для таких специализированных методов испытаний, как определение вязкости расплавов термопластов или испытание на кручение. [c.138]

Статич. испытания резин на физич. релаксацию и ползучесть (процессы, происходящие обратимо, без накопления остаточных деформаций) не нашли широкого распространения. Обычно статич. испытания на релаксацию и ползучесть проводят при повышенных темп-рах и длительном воздействии нагрузок. При этом в резине развиваются необратимые (остаточные) деформации (происходит старение, или необратимое изменение свойств в напряженном состоянии), т. е. протекают так наз. химич. релаксация и ползучесть. Мерой химич. релаксации (по ГОСТ 9982—62 при постоянной деформации сжатия) служит скорость релаксации напряжения [c.447]

Гэ [I + ехр 2у(Гэ-Гмакс)] Ту + Гэ Формулы (И. 83), (П. 85) и (П. 87) позволяют определить время, требующееся для проведения ускоренных испытаний таких важных для техники полимерных материалов, как ПММА, ПС, ПЭ, политетрафторэтилен (фторопласт марки Ф-4), стеклопластики на основе эпоксидной и полиэфирной смол типа СВАМ и КАСТ при статических нагрузках (в случае релаксации напряжения и ползучести). На основании исследований механических релаксационных явлений в твердых полимерах разного строения нами установлено, что для описания их процессов ползучести при умеренных температурах и нагрузках может быть использовано уравнение типа [c.180]

Реакция полимера на механическое воздействие зависит от температуры, продолжительности воздействия, молекулярного строения, морфологии и состава. В этом разделе рассмотрены различные факторы, в том числе молекулярная (и сегментальная) подвижность, определяющие те состояния, в которых могут существовать полимеры. Коротко обсуждены исследования вязкоупругих свойств при малых деформациях методами динамической механической спектроскопии, релаксации напряжения и испытаний на ползучесть. Для сопоставления большого числа экспериментальных данных и предсказания свойств полимеров при различных временах механического воздействия и температурах используется принцип температурно-временной суперпозиции. Более подробное изложение затронутых вопросов можно найти в оригинальных работах, в которых, кроме того, описаны и другие методы исследования полимеров, например, дилатометрия, ЯМР, метод диэлектрической релаксации. [c.32]

В опытах по релаксации напряжения образец подвергают быстрому растяжению до длины Ь, и силу, необходимую для сохранения этой длины, измеряют как функцию времени [922, гл. 4] и обычно — температуры. В испытаниях на ползучесть постоянным сохраняют деформирующее усилие, а длина образца фиксируется как функция времени [673, гл. 3]. Релаксация напряжения и ползучесть отражают одни и те же явления, хотя и противоположным образом. Изучение ползучести более важно с практической точки зрения, однако метод релаксации напряжения чаще используют в научных исследованиях, поскольку он легче поддается математической обработке. [c.39]

Существует один важный момент при испытании на ползучесть, фактически не имеющий места при релаксации напряжения, который заключается в уменьшении площади поперечного сечения образца, сопровождающего растягивающую деформацию. Если приложенная сила постоянна в процессе испытания на ползучесть при растяжении, то напряжение будет возрастать. В большинстве приборов применяется постоянное усилие, и лишь в ограниченном числе случаев предлагалось переделать их на постоянное напряжение (см. работу [12]). Много лет назад Андраде [13] разработал аппаратуру с постоянным поддержанием напряжения для своих пионерских исследований ползучести. Когда растягивающая деформация достигает значения 0,03, напряжение в машине с постоянным усилием возрастает примерно на 1% это значение деформации является разумным пределом, до которого изменением напряжения можно пренебрегать, хотя определенная коррекция [c.86]

Часто процесс релаксации напряжения изучается совместно с другими видами испытания (одноосное растяжение, ползучесть и. т. д.). Детально изучены процессы растяжения и релаксации напряжения в ряду поли-н-алкилметакрилатов, находящихся в высокоэластическом состоянии К результатам опытов применен принцип температурно-временной суперпозиции, а также принцип деформационно-временной суперпозиции, выполняющейся при не слишком больших временах наблюдения. [c.205]

Неизменность деформации тела (образца) достигается непрерывным снижением величины приложенного напряжения. Соответственно уменьшается упругая составляющая и нарастает вязкая. По современным представлениям [28] релаксация напряжений рассматривается как ползучесть, протекающая при уменьшающихся напряжениях. Это по существу основная посылка, используемая при разработке методов испытаний и соответствующей экспериментальной аппаратуры. [c.51]

Прототипом дорнового метода следует считать универсальный конусный способ испытаний кольцевых образцов [9]. С его помощью можно изучать ползучесть, релаксацию напряжения и длительную прочность при указанных схемах нагружения. [c.179]

Рис. 14. Поверхность свойств Витона В при растяжении и взаимосвязь между двумя траекториями на этой поверхности, соответствующими испытаниями в условиях ползучести до разрыва кривая АБ) и релаксации напряжения до разрыва (кривая АВ).

При измерении механических характеристик пластмасс возникает ряд вопросов, связанных как с теоретическим анализом получаемых результатов, так и с методиками экспериментов по измерению релаксации напряжения, ползучести и долговременной прочности. В связи с этим в каждой главе проводится теоретический анализ влияния режимов испытаний на характер получаемых кривых релаксации напряжений л ползучести. В первом случае наиболее важно учип дать влияние скорости деформирования на ход кривых релаксации напряжения в условиях поддержания постоянной деформации, а во втором — влияние скорости нагружения на ход кривых ползучести в условиях поддержания постоянного напряжения. [c.9]

Кроме уже рассмотренных видов испытаний на прочность, т. е. в условиях постоянной скорости деформации, ползучести и релаксации напряжения до разрыва, представляют интерес такие виды испытаний, как раздир и утомление. В первом случае образец, обычно с небольшим надрезом или такой геометрической формы, при которой обеспечивается наличие области высокой концентрации напряжений, растягивается до тех пор, пока не начнется рост трещины. Во втором случае образец подвергается воздействию повторных деформаций, амплитуда которых (не обязательно постоянная) в каждом цикле существенно меньше значений, необходимых для того, чтобы вызвать разрыв при однократном приложении нагрузки. В этих условиях время жизни Образца, измеряемое обычно числом циклов до разрушения М, может быть весьма велико. Обычно работоспособность составляет несколько миллионов циклов, хотя это значение, конечно, зависит от амплитуды и частоты. [c.368]

Выше рассмотрена реакция линейных вязко-упругих тел, обладающих спектром времен запаздывания или релаксации, на мгновенно приложенное напряжение или мгновенно созданную деформацию, которые затем остаются постоянными, т. е. поведение вязко-упругих тел при испытаниях на ползучесть и релаксацию напряжений. [c.51]

Под релаксационными свойствами понимается зависимость механических свойств резины от длительности или скорости нагружения. Могут быть два основных типа релаксационных процессов релаксация напряжения и релаксация деформации. Релаксация напряжения — это протекающий во времени процесс установления равновесия между напряжением и деформацией, характеризующийся уменьщением напряжения и постоянным значением деформации в течение испытания. Процесс увеличения длины образца при постоянной нагрузке получил название релаксации деформации или ползучести. Релаксационные процессы заметны для наблюдателя, когда их скорость сравнима со скоростью механического воздействия. При повыщении температуры релаксация ускоряется, при понижении — замедляется. Это соответствует умень-щению продолжительности воздействия в первом случае и увеличению во втором. Наиболее простым и легко интерпретируемым является процесс исследования релаксации напряжения, вследствие чего он и получил наибольшее распространение. [c.95]

Статическая усталость пряжи. Если пряжа нагружена длительно действующей растягивающей нагрузкой при постоянной величине деформации, то, вследствие свойственной волокнистым материалам релаксации напряжения, будет наблюдаться снижение нагружения, необходимого для поддержания заданной величины удлинения. Длительное действие постоянной по величине нагрузки ведет к росту деформации нагруженной пряжи (к ползучести) и к разрыву образца. Разрушение пряжи при этом связано с вязкой или пластичной текучестью волокна и почти не зависит от эффекта трения волокон в пряже. Достаточно показательные результаты статической усталости пряжи под непрерывным действием нагрузки могут быть получены при испытании образцов пряжи и нитей подвесным грузом, составляющим 10, 20, 30, 40 и 50% их прочности. [c.287]

Воздействие тепла и кислорода иа напряженные полимеры приводит к деструкции полимерных молекул, следствием которой являются химическая ползучесть, химическая релаксация и уменьшение долговечности. Имеются стандартные методы испытаний на определение ползучести растянутых образцов резины при старении (Р = onst), релаксации напряжения и остаточной деформации в сжатых образцах (е = onst). [c.130]

Релаксационные процессы могут быть выявлены методами как динамических (или частотных) испытаний, так и квазистатически-ми методами исследования релаксации напряжений и ползучести в изотермических условиях. [c.122]

Протот1 пом дорнового метода является конусный способ испытаний кольцевых образцов, с помощью которого можно изучать ползучесть и релаксацию напряжения [26]. Недостаток цилиндрического дорна связан с наличием концентратора в месте перехода конической части в цилиндрич,ескую. В этом отношении шариковый дорн имеет очевидные преимущества. Он создает в об- [c.263]

При существенно разнородных механических свойствах часть объема сварного соединения, например основной металл, будет являться аккумулятором упругой деформации, и процесс релаксации напряжений в нем будет происходить в условиях дополнительной медленной разгрузки. Те зоны, в которых релаксационная стойкость металла понижена, например мягкие прослойки, будут испьгтывать непрерывную догрузку и процесс в них будет идти, как близкий к испытанию на ползучесть. Испытания образцов и расчет напряженного состояния для такого случая целесообразно организовать следующим образом. Для более прочного металла следует получить семейство кривых простой релаксации от различного уровня начальных напряжений о, (рис. 5.4.5,а). Затем по ним рассчитать напряженное состояние для всего тела В предположении, что оно имеет всюду одинаковые свойства, в том числе и для зон мягких прослоек. Так как мягкие прослойки занимают относительно небольшой объем, их вклад в общую релаксацию напряжений будет невелик. В первом приближении можно принять, что уровень интенсивности напряжений в мягких прослойках о, будет [c.127]

При испытании малогабаритных образцов полимеров к прибору предъявляются повышенные требования в отношении жесткости силоизмерительной системы, параллельности рабочих цилиндров (при испытании на сжатие), чувствительности измерительной системы и т. д. Таким требованиям отвечает прибор для микро-механических испытаний [8], который весьма удобен для работы с - микрообразцами. Прибор позволяет проводить цспытания в условиях сжатия и растяжения, релаксации напряжения, а при наличии специального приспособления—определять кривые ползучеста. [c.29]

При обычных измерениях механических характеристик, охватывающих интервал от четырех до пяти десятичных порядков но времени или частоте, расхождение налагаемых кривых в общем случае может быть замаскировано. Однако на трудности получения обобщенных кривых, исходя из данных вискозиметрическнх измерений в режиме установившегося течения тройных блок-сополимеров, указывали Арнольд и Майер [2], а аналогичная проблема для двойных блок-сополимеров полистирола и полибутадиена была отмечена Краусом и Роллманом [3]. Сомнения, связанные со справедливостью простой суперпозиции кривых для образцов тройных блок-сополимеров, возникали уже и раньше П1 в основном из-за того, что при обработке данных динамических испытаний при сдвиговых деформациях значение Го получалось более высоким, чем при исследовании релаксации напряжения или ползучести [41. Было высказано предположение о том, что То может зависеть от временной шкалы экспериментов И, вероятно, от величины деформации. [c.59]

Для полиэтилена явление статической усталости особенно характерно. Сам термин — усталость, предполагает, что временной фактор определяет механическую прочность материала. Физической основой статической усталости полиэтилена является относительно мало изученная временная зависимость прочности. Долговечность материала может быть определена либо при испытаниях на ползучесть (а = onst), либо на релаксацию напряжений (e = onst). [c.152]

Рекомендуемые практические условия для проведения испытаний на длительную ползучесть или релаксацию напряжения, ASTM D674—56. [c.231]

Обычно считают, что эти теории хорошо описывают кривые ползучести реальных материалов, если результаты испытаний на релаксацию напряжений совпадают с подсчитанными теоретически. В настоящем случае проверка па релаксацию напряжений дала тот же результат, что и исследования ползучести эксперп-ментальные кривые располагаются между теоретическими, рассчитанными по гипотезам старения и упрочнения. [c.154]

Оба типа эксперимента возникли при испытании металлов и оба впервые были применены к пластмассам много лет назад. Судя по опубликованной литератре, имеется несколько таких работ, выполненных до начала 1940 г. Подобные методы стали широко использоваться в начале 1950 г., хотя лишь з последние годы разрабатывалась усовершенствованная аппаратура. Наиболее активно релаксацией напряжения занимался Тобольский и его сотрудники, в то время как Финдли был центральной фигурой при изучении ползучести. Хотя явления и подобны, характер аппаратуры и особенности исследований в большей степени различались. [c.79]

При испытании металлов одну и ту же машину с относительно небольшой модификацией обычно используют как для исследования ползучести, так и для исследования релаксации. Эта идея была заимствована исследователями полимеров сравнительно недавно. Прежнее же нежелание объединять отдельные исследования, вероятно, возникло из-за отмеченного выше различия методов. В работе Лея и Финдли [11] описываются модификации, которые допускает комплексная машина для испытания на ползучесть Финдли — Джелсвика [6], для применения ее, при необходимости, к релаксации напряжения. Техника обоих типов испытания подобна, хотя сами явления связаны сложной зависимостью [см. уравнение (3.6) и его нелинейные варианты]. Они, имеют свои относительные преимущества и недостатки, которые компенсируют и дополняют друг друга. [c.86]

Аналогичные результаты в статических условиях испытаний были получены Кобеко, Кувшинским и Гуревичем [46], Лидерма-ном [47], а затем более детально разработаны Тобольским [33]. Эти авторы установили, что кривые ползучести и релаксации напряжения, полученные при различных температурах, могут быть совмещены горизонтальным переносом вдоль оси логарифма времени. [c.19]

Но обычное раструбное соединение, за исключением торцовых периметров, не поддается ускоряющему воздействию поверхностно-активной среды. Этот недостаток можно исключить, применяя специальный образец, изображенный на рис. 87. Касательные напряжения возникают в соединении под действием крутящего момента, при постоянном значении которого меняется со временем угол закручивания (ползучесть). При неизменном угле закручивания постепенно ослабевает начальный крутящий момент (релаксация напряжения). В обоих случаях поверхностно-активная среда проникает по продольным канавкам к поверхности контакта двух деталей. Рис. 87. Устройство для испытания где она оказывает ускоряющее раструбных сварных соединений из воздействие на процессы деполиэтилена формации и разрушения сое- [c.188]

Известно много различных способов экспериментального изучения такой зависимости, хотя не все используются. Так, испытания могут проводиться при постоянной скорости де юрма-ции Есопз , При постоянной деформации, т. е. при релаксации напряжения до разрыва, при постоянном напряжении, т. е. при ползучести до разрыва, и при постоянной скорости нарастания напряжения асопз1- При любом из этих испытаний образец можно нагружать повторно с целью изучения усталостных свойств. Обычным условием испытаний на утомление является постоянная скорость деформации. Однако испытания на утомление могут быть проведены и при последовательном изменении условий нагружения. Таким образом, может быть оценено суммарное влияние процессов, предшествующих разрушению. [c.325]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология