Обратимые м необратимые деформации

Материалы, способные к большим обратимым (т. е. упругим) деформациям, называют эластичными. Мерой эластичности является наибольшая величина обратимой деформации. Превышение этой величины вызывает или развитие необратимых деформаций (течение у пластичных материалов), или разрушение у хрупких материалов. [c.185]

Рис. 6.8. Зависимость обратимой высокоэластической деформации (/) и необратимой деформации вязкого течения (2) от времени

Кроме обратимых упругих деформаций и необратимых деформаций пластического и вязкого течения, реальные твердые тела характеризуются процессами упругого последействия и гистерезиса ( упругих задержек ), т. е. замедленной упругости. В отличие от идеально упругой деформации, которая развивается и медленно спадает со скоростью распространения звука в данном теле, упругое последействие, или медленная эластичность, представляет собой дополнительную деформацию, медленно развивающуюся после разрушения и также медленно спадающую после разгрузки (рис. 3). Такая деформация обратима механически (по величине) и в этом [c.11]

При еще. более высоких температурах за время нагружения успевает произойти не только изменение формы макромолекул и отдельных их частей, но и заметное перемещение макромолекул как целого (их центров тяжести) относительно друг друга под действием внешней силы. В результате происходит развитие необратимой деформации полимера, т. е. его течение. Температура, при которой наряду с. обратимой высокоэластической становится значительной и необратимая деформация, называется температурой текучести. [c.141]

Деформационная способность полимерных материалов, обусловленная полностью обратимым изменением валентных углов и межатомных расстояний в полимерном субстрате под действием внешних сил, характерна для проявления упругих свойств. Температура, ниже которой полимерное тело может деформироваться под действием внешних сил как упругое, называется температурой хрупкости Гхр. Действие внешних силовых полей может быть представлено (рис. 3.3, а) как всестороннее сжатие, сдвиг и растяжение. Вместе с тем всякая конечная деформация полимерного материала проявляется, с одной стороны, как деформация объемного сжатия (или расширения), характеризующая изменение объема тела при сохранении его формы (дилатансия), а с другой, - как деформация сдвига, характеризующая изменение формы тела при изменении его объема (см. рис. 3.3, 5). В связи с этим реологическое уравнение состояния должно описывать как эффекты, связанные с изменением объема деформируемого тела, так и влияние напряжений на изменение его формы. В общем случае деформация проявляется в двух видах как обратимая и как необратимая. Энергия, затрачиваемая на необратимую деформацию, не регенерируется. [c.127]

Создание однородного поля напряжений в условиях сдвига на практике реализуется относительно легко, а в случае растяжения требует множества ухищрений, поэтому большинство исследователей работают в условиях сдвигового поля. Оно создается либо с помощью ротационных систем (например, вращения цилиндра в цилиндре или конуса относительно плоскости) или длинных капиллярных трубок. Ротационные приборы подробно описаны в работе [51]. В предыдущем параграфе настоящей главы рассматривались вязкостные характеристики полимерных систем и лишь вскользь упоминались вязкоупругие свойства. Однако практически любая полимерная система способна при определенных условиях воздействия проявлять высокоэластическое деформационное состояние, в котором у нее наблюдаются большие обратимые деформации. Необратимые деформации у полимерных тел могут возникать уже при температурах, близких к температуре стеклования, но там они не играют основной роли. [c.175]

Здесь уместно напомнить, что высокоэластические деформации развиваются на фоне необратимых деформаций и в определенной мере независимо от них (события как бы разыгрываются в разных областях релаксационного спектра). Соответственно, по мере развития -пластической деформации в режиме на первый взгляд установившегося течения происходит постепенное накопление обратимой деформации, масштаб которой до поры до времени остается того же порядка, что и у необратимой. Теперь термокинетические факторы, связанные уже не с напряжением сдвига Р, а непосредственно с градиентом скорости -у начинают приобретать роль, возрастающую по мере увеличения у. Это увеличение, с развиваемых в настоящей книге позиций, означает не что иное, как смещение стрелки действия в сторону меньших т. Соответственно, меняется [c.176]

Общие затраты энергии, приложенной к твердому телу для его разрушения, складываются из затрат на образование в нем обратимых (упругих) деформаций, необратимых (пластичных) деформаций (дислокаций), преодоление сил сцепления между частицами твердого тела (разрушение решетки), аморфизацию приповерхностного слоя частиц, преодоление сил трения между частицами, а также компенсацию энергии на самозалечивание микротрещин и агрегацию частиц. При грубом измельчении, когда прирост свободной поверхности твердого тела невелик, затраты энергии на деформируемый материал определяются объемом этого материала. [c.296]

Механическое диспергирование. Это один из основных путей образования коллоидных систем в природе при обвалах, выветривании, эрозии почв и т. д. Искусственное механическое диспергирование осуществляют с помощью различных способов измельчения. Такой процесс включает грубое, среднее и мелкое дробление. В основу действия машин-измельчителей положены принципы раздавливания, раскалывания, истирания, удара и др. Свойство материала противостоять разрушению называют прочностью. В процессе измельчения твердое тело испытывает деформации упругие и пластические. Упругие (обратимые) деформации после снятия нагрузки практически полностью исчезают. При пластических (необратимых) деформациях прекращение внешнего воздействия не приводит к восстановлению формы и размеров твердого тела. Прочность материала нарушается, форма его изменяется. [c.414]

На рис. 9.4 показана типичная кривая ползучести линейного полимера (кривая 1). Под действием нагрузки макромолекулярные клубки развертываются, часть сегментов перемещается, ориентируясь в направлении действия силы. Перемещение сегментов приводит также к смещению клубков относительно друг друга. Таким образом с самого момента нагружения образца в нем развиваются одновременно и обратимая высокоэластическая деформация, и деформация необратимая вязкотекучая. [c.122]

На начальном этапе развития деформации преобладает ориентационный эффект, а затем основную роль начинает играть процесс разрушения надмолекулярной структуры. И при сдвиге, и при растяжении в случае неустановившихся (переходных) режимов сначала развивается обратимая высокоэластическая деформация,, а затем и необратимая деформация (рис. 6.8). [c.159]

Кристаллические структуры по-разному влияют на механические свойства кристаллических и кристаллизующихся полимеров. При приложении малых напряжений деформация кристаллических полимеров очень мала. Выше температуры плавления полимер переходит практически сразу в вязкотекучее состояние, при этом деформация резко возрастает (рис. И.8). Кристаллизующийся полимер того же химического строения имеет иную термомеханическую кривую. Так, если расплав кристаллизующегося полимера быстро охладить, то он не успеет закристаллизоваться и перейдет в стеклообразное состояние. До температуры стеклования он будет вести себя как обычный аморфный полимер, т. е. проявлять малые обратимые деформации. В отличие от-кристаллического, у кристаллизующегося полимера проявится и область высокоэластического состояния, и именно в ней, вследствие увеличения сегментальной подвижности макромолекул, наступит кристаллизация. Превратившись в кристаллический, полимер обнаружит высокие необратимые деформации лишь после достижения температуры плавления. [c.30]

В вязкотекучем состоянии под действием внешних сил в полимерных телах развиваются необратимые деформации. Вместе с тем вязкому течению полимеров всегда сопутствуют и обратимые (высокоэластические) деформации, развитие которых обусловлено отклонением в процессе течения конформаций макромолекулярных цепей от равновесных. Например, изменение деформации образца полимера в вязкотекучем состоянии под действием постоянного на пряжения имеет сначала нестационарный характер, а затем ско рость деформации перестает зависеть от времени (рис. V. 16) Установление стационарности указывает на завершение релакса ционных процессов развития высокоэластической деформации Дальнейшее возрастание деформации обусловлено только вязким течением. [c.153]

В опыте по релаксации напряжения в растянутом образце, как мы видели, эластическая обратимая деформация со вре.менем переходит в вязкотекучую, необратимую. Полностью обратимая деформация развивается в идеально упругой стальной пружине, а полностью необратимая деформация развивается при нагружении поршня, помещенного в идеальную жидкость. Последовательное соединение пружины и поршня является простейшей моделью вязкоупругого тела (рис. 9.2). Эта модель носит название модели Максвелла (по имени ее создателя). [c.120]

Смысл ползучести полимера состоит в следующем (рис. II. 6). Когда на полимер действует растягивающее усилие, в нем развиваются все увеличивающиеся деформации. Если в момент времени тг прекратить действие растягивающей силы, то растянутый образец начнет сокращаться при этом он не примет первоначальных размеров, так как одновременно с обратимой высокоэластической деформацией развивается необратимая деформация течения. Эта необратимая деформация будет тем больше, чем дольше действует напряжение, выше температура и меньше энергия межмолекулярного взаимодействия в полимере. [c.26]

Температура, при которой необратимые деформации (деформации вязкого течения) начинают преобладать над эластической (обратимой) деформацией, называется температурой текучести Т - Она [c.168]

Высокоэластическое состояние, свойственное только высокомолекулярным полимерным соединениям,характеризуется способностью тел к значительным обратимым деформациям под Е,лиянием сравнительно небольших приложенных напряжений. Обратимые деформации называются высокоэластическими. Высокоэластическое состояние полимеров осуществляется в определенном интервале Тс—Тт, называемом температурным интервалом стеклования. Выше Тс отдельные группы звеньев цепных молекул начинают перемещаться под влиянием теплового движения подобно тому, как перемещаются молекулы простых жидкостей. Однако, поскольку все звенья связаны в цепи, нх тепловое перемещение ие является необратимым. Наоборот, вследствие взаимных связей в полимере при деформации его возникают внутренние напряжения, приводящие к механической обратимости высокоэластических деформаций. [c.494]

Кроме обратимой (упругой) деформации существует необратимая деформация течения. [c.157]

По технологии проведения процесса различают П. каучуков и пластмасс. Цель П. каучуков-уменьшение их высокоэластич. (обратимой) и увеличение пластич. (необратимой) деформации, что необходимо для облегчения смешения с ингредиентами и формования изделий. Наиб, значение П. имеет при переработке НК. П. подвергают также нек-рые каучуки синтетические. Совр. марки СК, как правило, ие требуют П., т. к, их пластич. св-ва (мол. массу) регулируют в ходе синтеза. [c.562]

Кроме обратимых упругих деформаций и необратимых деформаций вязкого и пластического течения, реальным твердым телам свойственны процессы упругого последействия и гистерезиса ( упругих задер- [c.181]

Из них видно, что, изменяя размеры блоков, можно в широких пределах варьировать свойства блок-сополимеров. Так, прочность пленок меняется от 90 до 1000 кгс/см , разрывная деформация - от 5 до 700%, модуль упругости - от 400 до 17 ООО кгс/см . Следует также отметить, что при этом существенно изменяется и соотношение обратимой и необратимой деформации пленки. Например, в блок-сополимере состава х у = 5 91 (соотношение молекулярных масс 2500 4000) высокоэластическая деформация достигает 50% и по всем своим свойствам блок-сополимеры этого состава приближаются к эластомеру [366]. [c.84]

Следует подчеркнуть, что для полимеров в любом релаксационном состоянии характерно сосуществование всех трех видов деформаций - упругой, высокоэластической и вязкого течения - с преобладанием одного из них. Например, у линейных эластомеров (каучуков) на обратимую высокоэластическую деформацию накладывается необратимая деформация течения, причем та и другая развиваются во времени (ползучесть). Вулканизация каучука с образованием редкой сетки не мешает проявлению высокоэластических свойств, но предотвращает процессы течения. Наоборот, деформация вязкого течения расплава полимера сопровождается высокоэластической и упругой деформациями, что способствует распрямлению полимерных цепей, их ориентации и обусловливает способность полимера к волокнообразованию. [c.156]

Из динамо-механических методов наиболее удобны методы, использующие разные варианты возбуждения или затухания крутильных колебаний, так или иначе связанные с крутильными маятниками. Характер получаемой информации виден из рис. XII. 4, где дана температурная зависимость логарифмического декремента затухания при разных, но всегда низких частотах. Слишком повышать частоты опасно из-за возникновения механического стеклования , а затем хрупкости. Сходную информацию, но со смещением в область (статического) вязко-текучего состояния дают разные варианты колебательной вискозиметрии. Здесь уже механическое стеклование уступает место механической высокоэластичности, что позволяет, в общем случае, разделить обратимые и необратимые деформации в растворе или расплаве, т. е. упругие и вязкие компоненты отклика на воздействие. [c.305]

Каучукам свойственны высокоэластические деформации, характеризующиеся зависимостью напряжения в материале не только от величины, но и от скорости деформации, следовательно, в них сочетаются свойства вязких и упругих тел. Наряду с обратимыми деформациями в каучуках развиваются необратимые остаточные деформации, связанные с перемещением отдельных макромолекул и их агрегатов относительно друг друга, которые являются преобладающими. Резиновые смеси характеризуются повышенной вязкостью и меньшей обратимой высокоэластической деформацией. [c.67]

Еще в 30-х годах было показано, что аномально-вязкий характер течения полимерных растворов, так же как и самих полимеров, связан с наложением на вязкое (необратимое) течение эластических (обратимых) деформаций. Концентрированные растворы полимеров представляют собою упруго-вязкую систему, и изучение их требует разделения обратимых и необратимых деформаций, а также исследования зависимости скорости от напряжения сдвига в широком диапазоне заданных величин . [c.417]

При наложении постоянной нагрузки Р к этой модели вначале деформируется элемент Гука (мгновенная обратимая деформация уо), а затем начинается вязкое течение (необратимая деформация обусловленное деформацией элемента Ньютона. По окончании действия нагрузки (/) = 0) упругая деформация исчезает, а модель сохраняет необратимую деформацию, обусловленную вязким течением. По величине уо Может быть рассчитан модуль упругости E [c.199]

Реологию обычно определяют как науку о деформации и течении материалов. Согласно Фредриксону (1964), целью реологии является предсказание системы сил, необходимой для того, чтобы вызвать деформацию или течение тела, или, наоборот, предсказание деформации или течения, возникающих от прило-. жения данной системы сил к твлр>. Ее методы могут быть использованы для изучения структуры эмульсий, консистенция которых колеблется в пределах от жидкостей до твердых тел. Приложение силы к жидкости вызывает течение. Если эту силу удалить, жидкость не возвращается в свое первоначальное состояние — она претерпевает необратимую деформацию. Ответная реакция твердого тела на прилфкенную силу зависит от того, является ли оно эластичным или пластичным. Эластичное твердое тело подвергается деформации, но не течет. После удаления силы оно возвращается в свое первоначальное состояние и, следовательно, проявляет обратимую деформацию. Пластичное или вязкоэластичное твердое тело ведет себя таким же образом, если приложенная сила не превышает критической величины. В противном случае оно течет, как жидкость. При удалении приложенной силы пластичное твердое тело не возвращается полностью в исходное состояние. [c.197]

Известно, что при деформировании полимеров в них развивается два вида деформации обратимая эластическая и необратимая вязкая. Равновесный модуль полимера слабо зависит от температуры (см. гл. 8) он пропорционален абсолютной температуре. В то же время интенсивность теплового движения с ростом температуры сильно возрастает. Это в целом приводит к тому, что с ростом температуры доля необратимой деформации в общей величине деформации полимера непрерывно увеличивается. Пусть е=еэл-1-енеобр, где е — общая деформация, а бэл и енеобр — соответственно упругая и необратимая составляющие деформации. Температура, при которой в общей деформации начинает преобладать епеобр, называется температурой текучести. Этой температуре соответствует перегиб на термомеханической кривой, который показывает, что полимер перешел в вязкотекучее состояние (см. рис. 7.6). [c.156]

Реология изучает течение жидкостей, в которых наряду с вязкой существует и заметная обратимая деформация. Название реология происходит от греческого слова peo , что означает течение , течь . Предметом изучения реологии являются не только полимеры, но также и неполимериые вязкоупругие системы. Одним из наиболее знакомых нам примеров такого рода является тесто. Кусок теста можно растянуть и, отпустив, наблюдать его сокращение (обратимая деформация). Однако он при этом не восстановит форму полностью в нем сохранится остаточная деформация — необратимая деформация вязкого течения. [c.156]

Высокоэластическое состояние полимеров осуществляется в определенном интервале — Т , называемом температурным интервалом стеклования. Выше 7 с отдельные группы зв ньев цепных молекул начинают перемещаться под влиянием теплового движения подобна тому, как перемещаются молекулы простых жидкостей. Однако, поскольку все звенья связаны в цепи, их тепловое перемещение не является необратимым. Наоборот, вследствие взаимных связей в полимере при деформации его возникают внутренние напряжения, приводящие к механической обратимости высокоэластических деформаций. [c.397]

При течении всегда наблюдается необратимая деформация. Иногда она называется пластической. Для высокомолекулярных соединений характерно наложение на деформации течения высокО эластических, обратимых деформаций Этим такие соединения от-личаются от низкомолекуляриых жидкостей. Высокоэластическис деформации всегда ограничены по величине, тогда как необратимые дефор.маг ии у полимеров в текучем состоянии могут нарастать во времени неограниченно. Системы, способные течь и одновременно прояолять упругость, называются упруго-вязкими стр. 159). [c.241]

Поскольку течение полимера связано с перемещением сегментов пренму-щсственно в одном направлении (в наиравленни действия силы), то непременно произойдет распрямление молекулы, т, е. будет проявляться высокоэластическая деформация. А так как вязкость полимера в вязко-текучем состоянии значительно меньше, чем в высокоэластическом и тем более, стеклообразном состоянии, то высокоэластическая деформация в этом случае будет проявляться наиболее полно. Однако высокоэластическая деформация обратима и ие может представлять собой истинного течения материала. Этим в значительной степени затрудняется определение величины действительно необратимой деформации. Изложенное хорошо иллюстрируется графиком (рис. 87) [c.256]

На вязкое течение в-ва в B. . могут накладываться обратимые деформации. Соотношение между необратимой и обратимой составляющими деформации зависит от природы в-ва, а для конкретного материала-от т-ры и временного фактора определяющим во всех случаях является соотношение между временем релаксации материала и длительностью мех. воздействия на него. Особенности реологич. св-в полимеров, находящихся в В. с., проявляются при достижении нек-рой критич. мол. массы (ее значение зависит от гибкости макромолекул), при к-рой переплетающиеся макромолекулы могут образовывать флуктуац. сетку, что обусловливает развитие в материале высокоэластич. деформаций (см. Высокоэластическое состояние). [c.449]

По М.с. различают след. осн. типы материалов 1) жесткие и хрупкие (чугуны, высокоориентир. волокна, камни и др.), для них характерны модули Юнга > 10 ГПа и низкие разрывные удлинения (до неск. %) 2) твердые и пластичные (мн. пластмассы, мягкие стали, нек-рые цветные металлы), для них характерен модуль Юнга > 2 ГПа и большие разрывные удлинения 3) эластомеры (резины)-низкомодульные в-ва (мвновесный модуль высокоэластичности порядка 0,1-2 МПа), способные к огромнььм обратимым деформациям (сотни %) 4) вязкопластичные среды, способные к неограниченным деформациям и сохраняющие приданную им форму после снятия нагрузки (глины, пластичные смазки, бетонные смеси), 5) жидкости, расплавы солей, металлов, полимеров и т п., способные к необратимым деформациям (течению) и принимающие заданную форму. Возможны также разнообразные промежут. случаи проявления М. с. [c.76]

Установлено, что при приложении внешнего усилия к полимеру в нем одновременно развиваются обратимые (упругая, высокоэласти. ческая) деформации и необратимая деформация вязкого течения-Общая деформация полимера определяется тремя составляющими [c.17]

Понятие о различных физических (или агрегатных) состояниях связано с соотношением энергий межмолекулярного взаимодействия и теплового движения. Полимеры могут находиться в трех физических состояниях твердом, высокоэластическом и жидком [18, с. 80]. Твердое состояние характеризуется наличием собственных объема и формы и стремлением сохранить их. Тела, находящиеся в этом состоянии, изменяют объем и форму только под действием внешних сил. К полимерам в твердом состоянии относятся кристаллические и стеклообразные полимеры. Полимеры в жидком состоянии также имеют собственные объемы. Они сопротивляются изменению собственного объема под действием внешних сил, но практически не оказывают сопротивления изменению формы, т. е. текут. Даже под действием силы тяжести с течением времени они -раетека отся по поверхности, на которой они лежат. Полимеры в высокоэластическом состоянии легко изменяют форму под действием внешних сил, но доля необратимой деформации несоизмерима с обратимой деформацией тела. [c.11]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология