Релаксация напряжений и течение

Часто представляет интерес рассматривать два участка кривой первоначальный наклонный участок, показывающий быстрое уменьшение потока, происходящее сразу после поднятия давления, и последующий наклонный участок, когда давление держат на постоянном уровне в течение длительного времени (от нескольких дней до нескольких недель). Можно наблюдать аномальный положительный наклон или после снятия Давления, или после предварительного сжатия (до давления большего, чем рабочее давление), когда при работе происходит релаксация напряжений. [c.73]

С течением времени происходит уменьшение упругой деформации и ослабление (релаксация) напряжения. При этом упругая деформация переходит в пластическую. [c.11]

Чисто эластическое деформирование механически полностью обратимо и не связано с разрывом цепи или ползучестью. Однако в реальном каучуке, как и в любом вязкоупругом твердом теле, энергетическое и энтропийное упругое деформирование представляет собой вязкое течение. Отсюда следуют релаксация напряжения при постоянной деформации, ползучесть при постоянной нагрузке и диссипация энергии при динамическом воздействии. Поэтому при моделировании макроскопических механических свойств вязкоупругих твердых тел даже в области деформации, где отсутствует сильная переориентация цепей, следует использовать упругие элементы с демпфированием, содержащие пружины (модуль G) и элементы, учитывающие потери в зависимости от скорости деформирования (демпфер, характеризующийся вязкостью ti). Простейшими моделями служат модель Максвелла с пружиной (G) и демпфером (ti), соединенными последовательно, и Фохта—Кельвина с пружиной (С) и демпфером, соединенными параллельно. В модели Максвелла время релаксации равно t = t]/G, а в модели Фохта—Кельвина то же самое время релаксации более точно называется временем запаздывания. В феноменологической теории вязкоупругости [55] механические свойства твердого тела описываются распределением основных вязко-упругих элементов, характеризуемых в основном временами релаксации т,-. Если известны спектры молекулярных времен релаксации Н(1пт), то с их помощью в принципе можно получить модули вязкоупругости [14Ь, 14d, 55]. Зависимый от времени релаксационный модуль сдвига G t) выражается [c.39]

В течение времени после загрузки в смеситель твердого пли частично расплавленного полимера затвор давит на массу перемешиваемого полимера, расположенного над роторами. Затем затвор поднимают и в течение периода времени Д,, так называемого времени релаксации напряжения, продолжают перемешивание материала. Наконец, затвор снова опускают и в течение времени 4 продолжают перемешивание. Таким образом, технология смешения предусматривает не только контроль температуры и скорости вращения роторов, но и соблюдение временных интервалов 1, Л и связанных с положением затвора. [c.402]

Закономерности релаксации напряжения и вязкого течения эластомеров ф Долго вечность и разрывное напряжение эластомеров ф Инвариантность энергии акти вации различных процессов [c.7]

Следовательно, в одной и той же жидкости при (т/0) < 1 наблюдается вязкое течение, а при (т/0)>1—упругая деформация. Это явление известно со времен Максвелла, который предложил з а-кон релаксации напряжения вида [c.42]

Закономерности релаксации напряжения и вязкого течения эластомеров [c.342]

Таким образом, анализ данных, полученных при исследовании температурно-временных зависимостей комплекса важнейших механических характеристик сшитых и несшитых эластомеров, таких, как релаксация напряжения, вязкое течение, процессы разрушения (долговечность и разрывное напряжение), приводит к выводу, что выше температуры стеклования Тс и ниже температуры пластичности Тп температурная зависимость релаксационных процессов и разрушения характеризуется одним и тем же значением энергии активации, но различным для различных эластомеров. Эта же энергия активации характерна и для Я-процессов релаксации в эластомере, наблюдаемых на спектрах времен релаксации. Из этого следует, что механизмы релаксационных процессов и разрушения неполярных эластомеров определяются перестройкой и разрушением надмолекулярных структур — микроблоков. Различие между про- [c.347]

В процессах компактирования дисперсных материалов давлением, когда внещние усилия изменяются до конечного значения в течение определенного отрезка времени, для деформационного состояния системы в ряде случаев становится существенным влияние таких факторов, как скорость нагружения и продолжительность силового воздействия. Напряжения и деформации, возникающие при объемном сжатии твердого дисперсного тела давлением, изменяются во времени, даже если нафузки остаются постоянными. Одна сторона этого явления связана с изменением во времени объемной деформации при выдержке под постоянным давлением - объемная ползучесть или последействие, другая - со снижением напряжений при постоянной объемной деформации - релаксацией напряжений. [c.66]

Этот Процесс называется процессом релаксации напряжения, а Время, в течение которого напряжение в образце уменьшается в е раз, — временем релаксации (Стр. 161). [c.169]

Релаксация напряжения. Если образец полимера подвергнуть определенной деформации и поддерживать ее постоянной, то окажется, что напряжение в образце с течением времени уменьшится. [c.249]

Упруго-вязкие тела — это жидкости, в которых диспергированы упругие элементы, связанные между собой трением. При движении упругие элементы деформируются и остаются в деформированном состоянии пока продолжается течение, причем их деформация добавляется к деформации жидкости. Когда прекращается действие внешних сил, происходит частичная релаксация деформации упругие элементы возвращаются к своему первоначальному состоянию, освобождая накопленную энергию, которая частично выделяется, а частично расходуется на преодоление вязкого сопротивления. Если система сохраняет свою деформацию постоянной, то упругие элементы скользят в вязком потоке, принимая постепенно свои первоначальные размеры (релаксация напряжений). Эти тела описываются моделями Максвелла и Бюргерса. [c.67]

Как показал Шведов [217], релаксация напряжений в упругих жидкостях может происходить не до нуля, а до конечного постоянного значения, так называемого предела текучести. При этом мы имеем дело с пластичным материалом. Под пластичностью по Максвеллу понимается способность данного материала к течению выше предела текучести и наличие предела текучести, отличного от нуля. Пластичность тем больше, чем выше предел текучести, и тем ниже, [c.67]

Детали из полиамидов могут подвергаться действию статических и динамических напряжений. В последнем случае напряжение периодически возрастает от нуля или малой величины до максимума и этот цикл обычно повторяется с постоянной частотой. Как и в металлах, возникновение таких циклических напряжений в полиамидах может приводить к их динамической усталости, что будет подробнее описано ниже. Используя стандартные образцы, в условиях статического нагружения и деформации в течение длительного времени получают информацию в виде кривых ползучести и релаксации напряжения. Знание этих характеристик материала в зависимости от температуры и влагосодержания важно для оценки работоспособности изделий нз полиамидов в различных условиях. Соответствующие данные публикуют и в справочной литературе [16, 18]. [c.108]

Камеру надевают на шаблон и центрируют. Вентиль вставляют в отверстие корпуса соединительного механизма, зажимая его пружинной защелкой. Корпус механизма соединен с трубкой для подачи сжатого воздуха из линии. На первой стадии поддувают воздух до тех пор, пока стенки камеры не коснутся первого автоматического ограничителя, отключающего подачу воздуха в камеру. Камера поддувается на 15—20 мм меньше заданного размера и выдерживается в течение одного цикла вулканизации для частичной релаксации напряжений, возникающих при ее формовании. [c.161]

Специфику переработки каучуков и резиновых смесей определяют их вязкоупругие свойства, проявляющиеся в развитии высокоэластических деформаций, нарастающих до максимума и реализующих структурную релаксацию напряжений. Для измерения реологических (вязкоупругих) свойств, характеристик течения эластомеров и резиновых смесей существует большое количество испытательных приборов [6, 7, 8]. Применение реологических методов в резиновой промышленности включает [9] оценку модулей релаксации резиновых смесей и их поведения при вулканизации, изучение перерабатываемости каучуков, наполненных техническим углеродом, а также тепловыделения в смесях при механическом воздействии на них. [c.437]

Исследование вязкостных свойств каучуков и сырых смесей методом капиллярной вискозиметрии производят в основном только в режиме установившегося течения, хотя поведение этих материалов в первый момент после задания нагрузки, а также процесс релаксации напряжения представляет большой теоретический и практический интерес. [c.55]

Существенно, что после испаренич растворителя вулканизационная структура восстанавливается, а пленки, полученные из раствора, имеют такие же физико-механические свойства, как и исходные вулканизаты [67]. Вулканизационная структура при этом образуется в результате межмолекулярного взаимодействия полярных солевых групп. Физический характер этого взаимодействия подтверждается тем, что вулканизацию карбоксилатных каучуков можно провести и гидроксидами одновалентных металлов [61 68]. Соединение групп —СООНа и —СООЫ в устойчивые при комнатной температуре агрегаты было показано экспериментально при исследовании температурной зависимости динамических свойств вулканизатов [4]. Кроме того, в вулканизационных структурах металлооксидных вулканизатов карбоксилатных каучуков обнаружено большое число слабых связей. Об этом свидетельствует (помимо отмеченной термолабильности) быстрое снижение прочности вулканизатов при повышении температуры, высокая скорость релаксации напряжения, течение вулканизатов под нагрузкой при растяжении и сжатии, быстрое накопление остаточных деформаций [24, с. 15, 62, 69]. [c.160]

Релаксация напряжений после окончания стационарного сдвигового течения Y = onst (Yo) Y = 0 измеряется Tij(t) [c.167]

Конформационные переходы цепи с кинк-изомерамп, свободная энергия которой при наличии напряжения представляется сплошной линией (рис. 5.1), термодинамически необратимы, а внутренняя энергия переходит в тепло. Представляет интерес постоянная времени процесса перехода если она мала по сравнению со временем, в течение которого происходит растяжение цепи, то кривая напряжение—деформация не слишком сильно отличается от кривой, соответствующей сплошной линии на рис. 5.1, а если постоянная времени слишком велика, то переходы могут быть запрещены и цепи деформируются эластично. Однако при промежуточных значениях постоянных времени наибольшие напряжения не полностью вытянутых цепей будут зависеть от скорости, с которой происходят конформационные переходы, снимающие напряжение. Детальное рассмотрение данного явления потребовало бы изучения формы и взаимодействия цепных молекул, основ термодинамики необратимых процессов [15] и анализа потенциала вторичных, или вандерваальсовых, связей между сегментами [16]. Это привело бы к рассмотрению неупругого деформирования полимеров, которое не является предметом данной книги. Тем не менее все же представляет интерес некоторая информация относительно скорости переходов между различными кинк-изомерами, сопровождающихся релаксацией напряжения в системе. Так как любые переходы, приводящие к движению только одного кинк-изомера, обычно не вызывают удлинения цепи вдоль ее оси, то приходится учитывать по крайней мере одновременную активацию н аннигиляцию двух кинк-изомеров. Подобный процесс состоит из поворота четырех гош-связей и передачи поворота сегмента между кинк-изомерами можно оценить энергию связи, необходимую для преодоления потенциального барьера, которая должна составлять 33,5 кДж/моль для поворота гош-связи [7] и (2,1—5) кДж/моль для вращения СНг-группы [17, 18]. Следовательно, чтобы преобразовать весь кинк-изомер tgtgttgtgt в транс-конформацию, необходима энергия активации 46—63,6 кДж/моль. Можно предположить, что подобные преобразования напряженных цепей ПЭ к состоянию, свободному от напряжений, действительно происходят при скорости деформирования по крайней мере 1 с при температуре ниже точки плавления, т. е. при 400 К. Теперь мол<но рассчитать скорость данного процесса при 300 К с помощью выражения (3.22), которая оказывается равной 0,0018 с . При деформировании цепи энергия активации вращения сегмента только убывает, а скорость переходов, сопровождающихся ослаблением напряжения, возрастает [19]. С учетом подобного [c.130]

Основной задачей реологии является взу чение закономерностей поведения различных материалов под действием деформирующих усилий. При этом рассматриваются процессы, связанные с необратимыми остаточными деформаци-чми и течением разнообразных вязких и пластитшых материалов (неньютоновских жидкостей, дисперсных систем и др.), а также явления релаксации напряжений, упругого последействия и т.д. Реология тесно переплетается с гщфомеханикой, теориями упругости, пластичности и ползучести. [c.4]

Инверсия теплового сд прежде всего В том, что Б линейных по-аффекта при деформации дцмерах физическая релаксация с течением времени приводит к практически полному исчезновению напряжения, а в полимерных сетках — к так называемому равновесному напряжению, отличному от нуля. К второму классу полимеров относятся высокоэластические матерпалы — резины, для которых деформация в обычных условиях эксплуатации близка к равновесной. Для тех режимов эксплуатации, в которых основную роль играют деформации, не слишком отличающиеся от равновесной, важное значение имеет термодинамика высокоэластической деформации. [c.60]

Рис. 12.13. Энергия активации различных процессов в и,кй>п1моль эластомерах (I — СКС-30 и II — СКМС-10) в широком интервале напряжеш й по данным I—вязкого течения, 2— релаксации напряжения несшитых и сшитых эластомеров, 3 — долговечности несшитых, 4 — долговечности сшитых эластомеров, 5—разрывного напряжения сшитых и б — разрывного напряжения несшитых эластоме ов

ЦИИ напряжения. Таким образом, релаксация напряжения состоит в понижении с течением времени напряжения, нужного для обеспечения определенной величины деформации. Кривая изменения напряжения при г = onst, называемая кривой релаксации напряжения, дана на рис. 24. На кривой можно выделить начальный криволинейный участок АБ и прямолинейный участок БВ. Момент, соответствующий окончанию начального участка АБ, определяет достижение равновесного состояния. Время, которое необходимо для достижения равновесного напряжения, называется временем релаксации. Время релаксации напряжения наполненных резин больще, чем ненаполненных. [c.99]

В целом, методом позитронной диагностики выявлены изменения макро-н микропараметров полиимидной пленки в процессах релаксации напряжения и восстановления после деформации. Обнаружены немонотонные изменения характеристик спектров времени жизни позитронов и угловых распределений аннигиляционных фотонов в течение времени восстановления. Вы-аелено два интервала изменения позитрон-чувствительных свойств полиимида, связываемых с быстрыми и медленными релаксационными процессами, и обнаружены отличия в характере релаксации микропористой структуры полимера в зависимости от условий деформации и отдыха . Наблюдаемые )ффекты обусловлены образованием областей локального размораживания молекулярной подвижности [c.73]

Таким образом, с помощью графика на рис.87 можно определить минимальное время, в течение которого нeoбxoди ю вести эксперимент по релаксации напряжения для надежного определения параметров процесса. Естественно, что при снижении константы скорости процесса длительность эксперимента должна существенно увеличиваться. [c.316]

Поведение полиамидов в условиях длительного воздействия нагрузок определяет эксплуатационные характеристики изделий. Следует различать две возможности нагружения полиамидных деталей в процессе их эксплуатации. В первом случае в течение всего рабочего периода на материал действует постоянная нагрузка, тогда как во втором случае нагружение материала производится до определенной степени деформации, сохраняющейся затем неизменной. Первый случай характеризуется непрерывным развигием деформации работающей детали, а второй — постоянным уменьшением приложенного напряжения. Эти явления называют ползучестью и релаксацией напряжения соответственно. [c.108]

В качестве критерия для оценки перерабатываемости каучуков было предложено tgo - время, в течение которого величина крутящего момента в результате релаксации снижается на 80 %, т.е. М, = 0,2 К (ASTM D1646-96). Поскольку tgo - это время, при котором f = 0,2, то tso является другим способом выражения наклона кривой релаксации напряжения. Однако tso есть результат единичного измерения, тогда как наклон кривой релаксации а рассчитывается по многим точкам, и поэтому следует ожидать большей точности его определения. В момент, когда достигается значение крутящего момента снижается до весьма низкого уровня и доля помех в измеряемой величине (выражаемая как коэффициент вариации V) становится больше. [c.442]

Капиллярные вискозиметры обладают и рядом недостатков, ограничивающих их возможности. Измерение происходит только в режиме установившегося течения, хотя поведение материалов в первый момент после приложения нагрузки и процесс релаксации напряжения также представляют большой интерес. Для исследования материалов при высоких скоростях деформации необходим их повышенный расход. При анализе таких высоковязких материалов, как каучуки и резиновые смеси, большую ошибку вносят входные потери (нежелательные перепады давления на начальном участке, где еще не развился профиль потока). Для целей контроля качества научный подход с использованием капиллярной реометрии и её идеальных условий испытаний слишком сложен и требует больших затрат времени. [c.452]

При заданной деформации с течением времени наблюдается постепенное распределение напряжения на ориентирующиеся молекулярные стрелки цепей в направлении действия силы. При этом происходит спад и выравнивание напряжения в материале — релаксация напряжения (е = onst, / — переменная). Следствием релаксации являются гистерезисные потери — рассеянная часть механической энергии, получаемая при разгрузке резины после деформации. [c.112]

Типичные кривые зависимостей моментов вязкого сопротивления или напряжений от времени или деформации показаны на рис. 1.11. Левая часть кривых соответствует области неустановив-ушегося течения — нестационарного режима Деформирования, средняя— области установиЁшегося течения, а правая — релаксации напряжения. s [c.57]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология