Механические свойства при динамическом нагружении

Очень важную информацию о механических свойствах и природе полимерных систем в текучем состоянии дают динамические методы исследования, при использовании которых полимеры подвергаются циклическому деформированию. Обычно применяется деформирование (или нагружение) по колебательному гармоническому режиму, когда деформация и напряжение изменяются синусоидально. При этом амплитуда, т. е. величина деформаций, должна быть так мала, чтобы не изменялась структура полимера. Продолжительность циклов (периодов Т — величин, обратных частоте со) варьируется в широком интервале, охватывающем многие десятичные порядки. [c.231]

Исходя из сформулированного выше подхода к проблеме измерения механических свойств пластмасс, в книге рассматриваются три группы методов испытаний, которые непосредственно отвечают поставленной задаче. Это различные варианты долговременных испытаний, в том числе измерения релаксации и ползучести (первая часть книги, написанная А. А. Аскадским) динамические испытания пластмасс, в которых варьируемым параметром является частота нагружения (вторая часть книги, ее автор—А. Я. Малкин) наконец, наиболее часто встречающиеся в инженерной практике измерения механических свойств пластмасс на разрывных машинах, копрах, твердомерах и т. п. (третья часть книги, написанная В. В. Ковригой). Рассмотренные методы, хотя и не исчерпывают возможностей измерения механических свойств пластмасс, однако дают наиболее общий и физически обоснованный подход к оценке объективных характеристик полимерных материалов. [c.7]

Эта установка при использовании определенной системы возбуждения образца позволяет измерять, динамические механические свойства исходных и нагруженных полимерных материалов при одноосном напряженном состоянии, а также в условиях релаксации напряжения. [c.38]

Экспериментально установлено существенное различие поведения материала мембраны при статическом и динамическом нагружении. Отмечено [91, что при большой скорости нагружения повышаются механические свойства материала и При относительно быстром нагружении плоской мембраны к моменту ее разрушения температура мембраны может повыситься на несколько десятков градусов вследствие перехода в тепловую энергию работы на деформацию металла и практически отсутствия теплоотвода за малый промежуток времени срабатывания. [c.232]

Созданы методы всесторонней оценки механических свойств пластмасс кратковременное однократное воздействие при разных видах нагружения кратковременное многократное нагружение — для определений динамических свойств (модуля упругости, механических потерь) долговременное однократное нагружение — для исследования длительной статической прочности, ползучести, долговечности, релаксации напряжений долговременное многократное нагружение — для определения усталостной прочности и выносливости, критической температуры саморазогрева, определения фрикционных (трение, износ), термомеханических (теплостойкость, хрупкость) и теплофизических характеристик. [c.18]

В ряде случаев конструкторы ставят перед собой задачу замены стали и цветных металлов пластическими массами. При решении этих вопросов необходимо тщательно изучить свойства пластических масс, выбрать оптимальные методы их переработки и учесть специфические свойства этих материалов. Так, при использовании стеклопластиков в качестве конструкционных материалов следует учитывать характер наполнителя. Существуют стеклопластики на основе ориентированных и неориентированных волокон. Только ориентированные стеклопластики обладают высокой механической прочностью, близкой к прочности конструкционной стали, и могут работать в сильно нагруженных конструкциях. Кроме того, при использовании полимерных материалов необходимо учитывать особенности их поведения в условиях длительного статического и динамического нагружения. [c.7]

Практически все тугоплавкие бескислородные соединения обладают высокими огнеупорным свойствами — сочетанием стойкости протин действия расплавленных металлов с удовлетворительной механической прочностью при статических и не очень тяжелых динамических нагружениях, высокой химической стойкостью, стойкостью против эрозии, в ряде случаев — высокой термостойкостью. [c.228]

Раздельное рассмотрение механического поведения резины, так же как и других материало , при статическом и динамическом нагружении широко распространено и, видимо, практически целесообразно, хотя механические свойства резин при обоих режимах в принципе могут быть описаны единой зависимостью механического поведения резины от скорости нагружения. [c.90]

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РЕЗИНЫ В УСЛОВИЯХ ДИНАМИЧЕСКОГО НАГРУЖЕНИЯ [c.250]

В этом разделе будут рассмотрены особенности механического поведения резины под воздействием переменных циклических нагружений. Практическое значение вопроса определяется тем, что механические свойства резины в условиях динамического нагружения для основных и наиболее важных применений (в автомобильных и авиационных шинах, в шинно-пневматических муфтах, резино-пневматических рессорах, клиновых ремнях, амортизаторах и т. п.) целиком определяют работоспособность, надежность и долговечность наиболее ответствен.чых элементов соответствующих конструкций. [c.250]

Таким образом, динамический модуль Е и угол потерь ф в совокупности позволяют достаточно полно характеризовать упруго-гистерезисные свойства резины. Надо, однако, иметь в виду, что как Е, так и ф в ряде случаев существенно зависят не только от температуры, но и от механических параметров режима нагружения и прежде всего. от частоты, о чем подробнее будет сказано ниже. [c.252]

Большое влияние ла механические свойства органических стекол оказывает также изменение скорости деформаций. Так, ее увеличение с 1-10 з до Ы0 2 С приводит к возрастанию значений (Ур органического стекла СО-95 в среднем с 71,5 до 80,0 МПа. Если значения статического и динамического модулей упругости металлов различаются незначительно, то для органических стекол это различие существенно. Столь сильное изменение деформационно-прочностных свойств органических стекол в зависимости от температуры и скорости нагружения необходимо учитывать при проведении испытаний и расчетов изделий на прочность. [c.12]

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРИ ДИНАМИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ [c.25]

При конструировании изделия необходимо знать, какие нагрузки оно будет воспринимать и в каких условиях будет работать. Повышение температуры снижает прочностные показатели материала. Некоторые пластмассы в процессе работы способны поглощать определенное количество атмосферной влаги, что изменяет механические свойства и размеры детали. На ряд пластмасс неблагоприятно воздействуют различные масла, кислоты и другие вещества. При динамических нагрузках существенное значение имеет зависимость прочности материала от скорости его нагружения, величины надреза и т. п. Диапазон значений характеристик материалов даже в пределах одного клас- [c.30]

СИХ пор не исследовался, с целью проверки высказанных выше соображений нами были проведены исследования вязкоупругих свойств наполненных полимеров в динамическом режиме нагружения. Были изучены частотные и температурные зависимости модуля упругости при сдвиге G и тангенса угла механических потерь tg6 для эпоксидной композиции с различной концентрацией кварцевого наполнителя. Из приведенных зависимостей G от частоты деформирования были вычислены спектры времен релаксации. На рис. И1. 32 построена спектральная функция Н для различных времен релаксации т их при различных объемных долях наполнителя Ф. При малой концентрации наполнителя (Ф = 0,04) спектр времен релаксации претерпевает заметные изменения лишь в области малых времен, несколько смещаясь в сторону малых времен релаксации. [c.140]

Вулканизация каучуков заключается в связывании макромолекул в пространственную сетку, как правило, ковалентными химическими связями, с тем чтобы пластичный, способный течь полимер превратить в резину — эластичный конструкционный материал, обладающий высокой и обратимой деформируемостью, достаточной прочностью и рядом других ценных технических свойств. Одна из важнейших задач вулканизации состоит также в создании резин с высокой долговечностью, определяемой способностью резин противостоять разрушению в условиях тепловых, окислительных, озонных воздействий, а также воздействий солнечной (космической) радиации при одновременном механическом нагружении (статическом и динамическом). [c.102]

Важная информация об упругих и вязкоупругих свойствах полимера может быть получена при изучении реакции полимера на циклическое воздействие напряжений с малой амплитудой. Часть поглощаемой образцом энергии молекулы запасают, часть же рассеивают в виде тепла [274 609, 629, с. 243—253 673, гл. 7 775 989], причем соотношение рассеиваемой и запасаемой энергии зависит от температуры и частоты. В экспериментах по динамической механической спектроскопии образец подвергается циклическому нагружению, при этом можно определить два фундаментальных параметра — модуль упругости Е и модуль потерь Е", являющиеся мерой запасаемой и рассеиваемой энергии соответственно. [c.37]

В рассмотренных выше теоретических предпосылках совершенно не учитывается анизотропия вязкоупругих свойств исследуемых материалов. Поэтому нами использовались эмпирические зависимости, связывающие параметры распространения упругих волн с искомыми характеристиками, определенными из механических испытаний, так как упругие характеристики полимерных материалов при механических испытаниях в значительной степени зависят от уровня прикладываемых нагрузок и скорости нагружения. В практических инженерных и технологических расчетах, как правило, используются параметры полимерных материалов, определенные из соответствующих ГОСТов. Кроме того, ГОСТом нормированы прикладываемые нагрузки и скорость нагружения, что весьма важно для получения однозначных результатов разными авторами. При сопоставлении статического и динамического модуля упругости за основу принимается модуль, полученный в соответствии с ГОСТом. [c.146]

Как показывают испытания на усталостную выносливость в режиме ударного нагружения, р при введении наполнителя либо не изменяется, либо уменьшается. В этом жестком режиме разрушения, по-видимому, можно пренебречь химическими процессами, обычно сопровождающими динамическую усталость при больших значениях долговечности, и, следовательно, влияние на нее прочностных свойств должно быть большим. Так как роль механических потерь, возрастающих при введении наполнителя, отрицательна, упрочнение материала за счет наполнителя в этих условиях настолько мало сказывается, что не может компенсировать уменьшение 5. [c.91]

Традиционный подход в изучении механических свойств мета1шов однозначно связывает их с исходной структурой материала При такой точке зрения формирование указанных свойств заканчивается на этапе изготовления конструкции, а их изменение в период эксттчуатации не является определяющим. Хорошо известное явление охрупчивания, то есть повьппение временного сопротивления ав и предела текучести ат при одновременном снижении пластичности, может протекать по различным механизмам, однако, по сути, оно представляет собой процесс формирования новых механических свойств под действием внешних нагрузок. Таким образом, с современных позиций механические свойства опреде.ля-ются динамической структурой, возникаюшей в металле при нагружении [47]. [c.34]

Подобно другим механическим испытаниям, твердость можно определить как при статическом, так и при динамическом нагружении в различных температурных условиях. Наибольшее практическое значение имеют статические испытания на твердость при вдавливании стандартного наконечника. В практике испытания металлов твердость определяют измерением диаметра отпечатка. Это связано с тем, что измерение диаметра отпечатка требует меньшей точности мерительных средств. Поэтому измерение отпечатка более надежно, чем измерение глубины внедрения индентора. В случае испытания полимерных материалов получить стабильный по своим геометрическим формам отпечаток не представляется возможным вследствие ярко выраженных упруго-пластических и релаксационных свойств этих материалов. Поэтому твердость полимерных материалов определяют по величине погружения индентора за стандартный промежуток времени под стандартной на) рузкой. Почти во всех существующих приборах для определения твердости полимерных [c.61]

Вследствие специфики строения макромолекул и надмолекулярных структур механические свойства полимеров характеризуются рядом особенностей н сильно зависят ме то 1ько от состава и строения по "ИМ ра но и от внешних условий. Работоспособность полимериых материалов во многом определяется ре жимом нх деформирования, прежде всего характером. действия внешних снл. Различают статические и динамические режимы нагружения. К статич ским относят воздействия при постоянных нагрузках или деформациях, а также при неботьших скоростях нагружения к динамическим — ударные или циклические воздействия, [c.280]

Если известна кривизна каждой из половин разворачиваемой при разрыве трубы, то, используя упругопластические механические свойства металла трубы при динамическом нагружении, можно найти постоянный изгибающий момент М на участке О В, решить динамическую задачу об упругонластической деформации трубы вблизи вершины трещины и найти перемещение точек Л и В относительно друг друга. Такое решение с учетом переменного давления дано в [174]. [c.546]

Обычно при приложении механических нагрузок, особенно с малыми скоростями нагружения или при динамических нагрузках малой частоты, остаток прямой перегонки нефти обладает при обычных температурах в основном вязкими свойствами, При более высоких частотах или низких температурах механические свойства материала приобретают прогрессивно усиливаюншйся упругий характер. Существует переходная зона, в которой битум обнаруживает как вязкие, так и упругие свойства. При еще более высоких частотах или низких температурах материал становится практически упругим и вязкий характер его более не проявляется. Изменение упругих свойств для битумов, полученных прямой перегонкой, показано на фиг. 1 (кривая 1). [c.432]

При сравнении усталостных свойств резин, различающихся своими физико-механическими показателями и условиями эксплуатации, необходимо принимать во внимание режимы испытаний отдельных образцов и методы сопоставления получаемых данных [2, 5]. При этом следует учитывать, что в зависимости от способа сопоставления результатов, выводы могут быть диаметрально противоположными. Обычно сопоставление усталостных свойств резин, незначительно различающихся вязкоупругими свойствами, проводят при одинаковых напряжениях (условных или истинных) (т= onst или при одинаковых деформациях за цикл е = onst. Резины с существенно разными вязкоупругими свойствами целесообразно сопоставлять при одинаковых заданных энергиях динамического нагружения onst. Такой способ сравнения находит в последнее время все более широкое распространение, так как позволяет единообразно учесть как механические, так и немеханические воздействия [4]. [c.158]

Влияние частоты и температу1>ы. Механические свойства материала при динамическом синусоидальном нагружении описываются уравнением [c.38]

Переход от статического нагружения к динамическому вызывает изменение свойств металлов и сплавов, связанное с пластической деформацией мембран. Трэйвис и Джонсон [275] исследовали поведение при динамическом нагружении плоских металлических мембран, изготовленных из различного тонколистового проката низкоуглеродистой стали, меди, латуни, алюминия, алюминиевого сплава, нержавеющей стали, титана. Во всех случаях мембраны при нагружении ударной волной до разрушения принимали коническую форму. Этот вывод подтверждается также и нашими экспериментами, в процессе выполнения которых обнаружен и эффект механического упрочнения материалов мембран после воздействия динамической нагрузки. Оказалось, что разрывные мембраны, нагруженные давлением взрыва, разруша- [c.154]

При использовании полимеров конструкторы часто не имеют достаточно полных данных о поведении полимеров под воздейстшем статических и динамических нагрузок, изменении их физико-механических свойств, зависимости этих свойств от температуры, времени воздействия и характера нагружения, а также данных о технологии изготовления изделия и т. д. [c.12]

Процессы растворения и миграции различных ингредиентов в эластомерах (как частный случай набухания) также зависят от величины и направленности приложенной механической силы. На рис. 3.34 представлены денные об изменении концентрации пластификаторов при сжатии образцов резин [156]. Интенсивное выдавливание пластификаторов при сжатии приводит к существенному изменению свойств уплотнительных резин - ухудшению их морозостойкости, увеличению модуля, ускоренному накоплению остаточных деформаций сжатия -к глубокому перерождению структуры материала. Миграция ингредиентов из внутренних слоев массивных резиновых изделий к поверхности активируется и при динамическом нагружении (рис. 3.35) [167]. Процесс активированной миграции низкомопекулярных ингредиентов характеризуется отрицательным температурным коэффициентом (снижение скорости при повышении температуры), что подчеркивает его механическую пр юду. Возможность механической аетива-ции процессов с участием низкомолекупярных соединений расширяет наши представления об областях прюявления механохимических реакций. [c.136]

Волокна как материал, работающий в тканях или армированных пластических массах, подвергаются в основном действию двух типов нагрузок одноосному растяжению (условностатическое нагружение) и знакопеременному изгибу (динамическое воздействие). Значительно меньший интерес для волокон представляет исследование сопротивления на чистый сдвиг и на сжатие. Из сложных типов нагрузок мояшо отметить кручение волокна и абразионные воздействия. При всех этих испытаниях учитываются два основных фактора — температура и время. Кроме того, механические свойства волокон измеряются в определенных условиях (например, при различной влажности воздуха). [c.277]

Исследования механических свойств органических стекол были бы недостаточными без анализа их поведения в условиях динамического нагружения. Знание механических характеристик при динамическом режиме воздействия заданных напряжений позволяет нетолько правильно выбрать материал, но и определить работоспособность и ресурс деталей остекления в широком временном интервале нагружения. Динамические характеристики довольно четко отражают структурные превращения в полимере, что дает дополнительную и важную информацию при создании материалов с заданным комплексом свойств. [c.25]

Исследование скорости развития трещины в зависимости от уровня нагружения, свойств материала, среды и внешних факторов (поляризации, давления и температуры) [8,50]. При таком подходе данные о закономерностях роста трещин иод воздействием агрессивной среды и механических напряжений представляют в виде зависимостей скорости роста трещин при статическом (ко розионное растрескивание) или- динамическом (коррозионная усталость) нагружении от максимального (амплитудного) коэффициента интенсивности К цикла. При этом данные для построения указанных зависимостей (диаграмм разрушения) получают при испытании стаццаргньм образцов с трещинами, образовавшимися на образцах в процессе периодического (усталостного) нагружения их на воздухе. Подрастание трещины во времени измеряют по изменению электросопротивления образца, оптическим методам по податливости материала и т. п. Испытания проводят при заданной температуре среды, накладывая, по необходимости, на Образец анодную или катодную поляризацию. По полученнь м данным рассчиты- [c.132]

Если амплитуда деформацииу о увеличивается, то отклик системы на нагружение постепенно перестает быть линейным, хотя он остается периодическим. Этому отвечает постепенное искажение формы фигуры, получаемой в координатах т — у, как показано на рис. 3.41. Можно ввести усредненные за цикл характеристики динамических свойств материала при больпшх амплитудах деформации, определяемые отношением амплитудных значений напряжения к деформации и площадью фигуры на рис. 3.41, которая имеет физический смысл механических потерь за цикл деформирования. Параметрами системы формы отклика на внешнее воздействие можно считать абсолютное значение модуля [c.318]

ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ МЕ-ХАИЙЧЕСКИЕ — испытания, заключающиеся в определении механическим способом свойств материалов, характеризующих их способность сопротивляться деформированию и разрушению (в сочетании с упругим и пластическим поведением) нод действием внешних сил. Обьгчно проводятся на основе рекомендаций, предписываемых стандартами, ведомственными и др. руководствами, с соблюдением условий подобия образцов и методик испытаний. Осуществляются как при нормальной, так и лри пониженной или повышенной т-ре. Испытания материалов подразделяют на статические (образец материала нагружают медленно и плавно или нагрузка остается постоянной в течение длительного времени), динамические (образец нагружают с большой скоростью, в частности ударом) и циклические (образец подвергают многократному нагружению, изменяющемуся по величине или по величине и направлению). И. м. м. классифицируют также по видам нагрун ения (растяжение, сжатие, срез, изгиб, кручение и др.), обеспечивающим испытания нри линейном, плоском либо объемном напряженном состоянии материала. Для испытаний на растяжение применяют образцы круглого или прямоугольного сечения с головками. Начальную расчетную длину образцу принимают равной 0 = 5,65 где 0 — начальная площадь поперечного сечения в ра чей части образца, или г = И.Зу о- Диаметр круглого образца — не меньше 3, толщина прямоугольного образца — не меньше 0,5 мм. Среди цилиндрических [c.510]

В химическом машиностроении находят применение оловянис-тые и алюминиево-железомарганцевые бронзы, обладающие высокими механическими и литейными свойствами. Эти бронзы пригодны для изготовления ответственных и сильно нагруженных деталей, работающих в условиях интенсивной эрозии. Бронзы с ири-сад] ой кремния и бериллия обладают упругими свойствами и применяются для изготовления рабочих органов пружинных манометров и других деталей, работающих в коррозионных средах и подверженных большим переменным и динамическим нагрузкам. [c.23]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология