Гистерезис упругий

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]

Так как Т1 зависит от температуры, необходима калибровка пружины по всему интервалу температур. Для кварца изменения при возвращении к нулю (из-за гистерезиса упругих свойств) незначительны, но высокая чувствительность получается всегда за счет уменьшения нагрузки, так как для тонких спиралей имеется опасность превысить предел упругости при большой нагрузке. Изменения веса от 1у до 1 жг на 1 мм растяжения пружины являются приемлемыми для практических измерений на спирали. Преимуществами этого типа весов являются а) быстрота измерений, [c.147]

Первое противоречие в теории кристаллических решеток, которое мы встретили в области идеальной упругости, ныне разрешено в том смысле, что все осложняющие явления упругое последействие, упругий гистерезис, упругая усталость и т. п. — отсутствуют в чистых одиночных и правильно построенных кристаллах. Эти эффекты связаны с существованием неправильностей в неоднородных телах, с переходом через предел упругости пли прочности в некоторых малых областях внутри тела и с взаимодействием между кристаллическими зернами. [c.239]

Верхний предел измерения мембранных манометров ограничивается нелинейностью их характеристик и пределом упругости материала мембраны. Одной из причин нелинейности характеристики является непараллельность мембраны и электрода манометра. Нижний предел измерения определяется значением чувствительности мембранного манометра. Снижение чувствительности манометра вызывается механическим гистерезисом упругих свойств материала мембраны. Кроме этого, снижение чувствительности объясняется шумовым эффектом, заключающимся в возникновении фонового тока в измерительной цепи из-за непрерывных или периодических колебаний упругой перегородки под действием, например, работающего вращательного насоса или резкого изменения давления в вакуумной системе. Величина фонового тока, обусловленная шумовым эффектом и измеренная в манометре с радиусом мембраны Я = 3,5см, зазором о = 0,01 сж и толщиной гофрированной мембраны к = 0,0025 см, соответствовала давлению 1 -10 мм рт. ст. [c.44]

Все изложенное до сих пор относилось к равновесным состояниям деформированного каучука или мягкой ненаполненной резины. Однако для реального деформированного каучука характерным является как раз отсутствие равновесия. Время установления равновесия в системах с большими молекулами может достигать даже часов, суток и месяцев. Поэтому за короткое время наблюдения или за время деформации в условиях эксплоатации деформированные резины редко - достигают равновесия. Именно это и лежит в основе релаксационных явлений (гистерезиса, упругого последействия и т. д.). играющих большую роль в деформации каучука. [c.201]

Упругий гистерезис. Упругий гистерезис проявляется при периодическом деформировании, а также при электрической поляризации полимеров. Упругий механический гистерезис оказывает большое влияние на эксплуатационные свойства полимеров. На рис. 2.32 приведена зависимость напряжения как функции циклически изменяющейся деформации. Зависимость имеет форму петли, одна часть которой отвечает растяжению образца, другая - сокращению. Несовпадение зависимостей, отвечающих растяжению - сжатию, свидетельствует о потере части упругой энергии, которая превращается в тепло и необратимо рассеивается в результате трения, возникающего при перемещении сегментов и при определенных условиях макромолекул. В последнем случае в системе накапливается необратимая деформация. Следует иметь в виду, что приведенная на рис. 2.32 петля гистерезиса соответствует одному циклу нагружения, для нескольких следующих [c.86]

Нормы проектирования требуют, чтобы напряжения не превышали предельного напряжения сдвига в том диапазоне, где конструкционные материалы должны подчиняться закону линейной упругости. Реальные материалы, однако, только приближенно можно считать упругими, так что при нагрузке и разгрузке даже ннже предельного напряжения сдвига обнаруживается узкая петля гистерезиса. Отклонение от свойств чисто упругих материалов возрастает вместе с увеличением напряжений. Обычно к такому отклонению приводят длительные нагрузки и повышение температуры. Во многих случаях для расчетных целей применяются методы теории линейной упругости. В этом параграфе в силу их важности рассматриваются некоторые частные вопросы зависимости деформации от напряжения. Например, демпфирующая способность трубы теплообменника может возрасти на порядок, если труба находится под высоким давлением. Точно так же упругие постоянные и демпфирующая способность существенно меняются, если температура в процессе эксплуатации возрастает, это приводит к различию экспериментальных результатов, полученных при холодной прогонке и низких давлениях по сравнению с реальными условиями эксплуатации. [c.196]

I Поглощение обусловлено вязкостью, упругим гистерезисом (т. е. различной супругой зависимостью при расширении и сжатии) и теплопроводностью. Последний механизм поглощения связан с тем, что процесс распространения акустической волны считают адиабатическим. Расширение или сжатие элементарного объема сопровождается изменением температуры, но они настолько кратковременны, что процесс выравнивания температуры можно не учитывать. В действительности теплопроводность существует и способствует потере энергии колебаний. Существуют также другие механизмы поглощения, проявляющиеся при более высоких частотах, чем применяют в АК. [c.33]

На рис. 6 приведены изотермы сорбции (поглощения) и десорбции (испарения) влаги, типичные для зерна большинства культур при равновесной влажности, т. е. когда упругость водяных паров над зерном равна упругости паров в окружающем воздухе. Видно, что влажность зерна зависит от относительной влажности воздуха, особенно сильно до 25% и выше 80% при 100%-ной относительной влажности воздуха влажность зерна равна в среднем 35% (для различных культур колеблется в пределах 33—37%)- Несовпадение изотерм сорбции и десорбции влаги (гистерезис) объясняется капиллярной конденсацией паров воды при сорбции. [c.45]

Затухание ультразвуковых колебаний в металлах связано с рассеянием ультразвука в нем из-за неоднородности структуры материала и поглощением его вследствие гистерезиса и теплопроводности. В однородной изотропной упругой среде и монокристаллах металлов затухание УЗК обусловлено поглощением ультразвука. При этом энергия упругих колебаний переходит в тепловую. [c.10]

Известно, что усталостные свойства коррелируют с формой петли гистерезиса при циклических испытаниях [373, 378]. Это утверждение становится более очевидным, если учесть, что параметр энергии Баушингера связан с упругой энергией, запасаемой в образце во время циклической деформации. Более наглядным является анализ формы петли гистерезиса за цикл испытаний при сравнимых амплитудах деформации. При этом чем выше среднее значение энергетического параметра, тем лучше усталостные свойства. [c.219]

При высушивании оводненного геля (при температурах ниже 150°) упругость пара соответственно падает по мере удаления воды, вначале из широких, затем из все более узких капилляров, но на стадии удаления адсорбционных слоев кривая проходит ниже, чем при оводнении (рис. 75, кривая /). Это расхождение кривых прямого и обратного процессов называется гистерезисом в данном случае Хок объясняет наличие гистерезисной петли изменением капиллярной структуры при высушивании, а Песков и Прейс — различием условий смачивания при наличии, соответственно, воздуха или воды на стенках капилляров. Внешне гель с пустыми или частично заполненными капил- [c.199]

Механическая энергия, затраченная на деформацию, частично возвращается при разгрузке образца благодаря обратимости деформации. Потеря возвращенной упругой энергии, по сравнению с затраченной механической, объясняется необратимым рассеянием ее в виде тепловой энергии вследствие процессов внутреннего трения в материале — гистерезисом. При повторных деформациях потери энергии уменьшаются и устанавливаются практически постоянными, поскольку структурные изменения, происходящие в резине при однозначных повторяющихся деформациях, стабилизируются. [c.131]

Релаксационные явления имеют место при воздействии на полимер механических и электрических полей, при растворении, набухании и кристаллизации. Особенно большое значение имеют механические релаксационные процессы, в частности ползучесть и упругий гистерезис. [c.26]

Упругий гистерезис представляет собой отставание во времени реакции полимера (деформации) на действие изменяющихся внешних напряжений — возрастающих и убывающих (рис. И.7). Следствием упругого гистерезиса является разогревание полимера, т. е. накопление в нем тепловой энергии из-за неэквивалентности затраченной при деформировании (площадь под кривой 1) й возвращенной после снятия нагрузки (площадь под кривой 2) [c.26]

Выше уже указывалось, что при рассмотрении упругих характеристик твердого тела предполагается, что напряжение I (т) в момент времени т определяется деформацией ст (т) в тот же момент времени, а следовательно, делается предположение о квазистатическом характере упругого деформирования, т. е. (т) = 00 (т), где Ео — статический модуль упругости (для данного типа деформации) идеально упругого тела. Тем самым считается, что при периодическом деформировании напряжение t находится в одной фазе с деформацией ст. Однако для реальных кристаллов это не так состояние равновесия не успевает установиться, и имеют место диссипативные процессы. В настоящее время для кристаллических материалов известно много механизмов рассеяния энергии, среди которых следует отметить релаксационные потери, связанные с наличием тех или иных структурных дефектов, вязкое затухание, обусловленное наличием вязкости и теплопроводности в анизотропном твердом теле, потери, связанные с необратимыми явлениями (механический гистерезис) и резонансное затухание, которое обязано тому, что реальные тела являются колебательными системами с большим числом степеней свободы. [c.139]

Действительно, при термодинамическом описании равновесия и фазовых превращений I рода в твердом теле, сопровождающихся большим скачком мольных объемов, возникают определенные трудности, связанные с наличием гистерезиса в параметрах перехода при прямом и обратном превращениях, а также с необходимостью создания и, следовательно, учета конечного пересыщения для образования критического (жизнеспособного) зародыша новой фазы. Величина гистерезиса определяется наряду со скачком в объеме, а также различиями в модулях упругости фаз и кристаллографическими факторами, связанными со сложностью их структур. Поскольку характерной особенностью твердых тел является возникновение и развитие в них значительных градиентов напряжений, то становится понятным физический смысл моио-тропности многих типовых фазовых переходов I рода в твердом теле (например, графит — алмаз). [c.303]

Коэффициент затухания 8 характеризует ослабление волны вследствие необратимых потерь при ее распространении в среде (см. разд. 1.1.1). Коэффициент затухания складывается из коэффициента поглощения и коэффициента рассеяния. 6 = 5п + 5р. При поглощении акустическая энергия переходит в тепловую в результате действия теплопроводности (отвод энергии от элементарного объема, испытывающего расширение и сжатие), упругого гистерезиса (зависимость напряжение -деформация описывается разными кривыми при расширении и сжатии) и вязкости (в жидкости). При рассеянии энергия остается акустической, но уходит из направ-ленно-распространяющейся волны. Поскольку [c.32]

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

С увеличением температуры коэффициент трения многих полимеров проходит через максимум, что, по-видимому, связано с несколько различной температурной зависимостью их пределов упругости и сдвига [7]. Поскольку полимеры — обычно довольно мягкие материалы, можно предполагать, что их фрикционные свойства в значительной мере обусловливаются образованием пропаханных борозд или других макроскопических дефектов. Боуэрс и Зисман [26] отрицают важность подобного эффекта, а Боуден и Тэйбор [1] считают, что при трении пластиков важную роль играют потери энергии, обусловленные гистерезисом упругости. Вклад эффекта упругости можно оценить по силе трения при качении по плоской поверхности шара, находящегося под заданной нагрузкой. [c.349]

Для количественного описания сверхупругости в высокотемпературной сверхпроводящей керамике необходим на бор феноменологических пара- метров теории (см. гл. 3 н 4)-Приведем те из них, которые могут быть определены на основе имеющейся в настоящее время инфор-мащ1и. Для низкотемпературных релаксационных пиков поглощения звука в [514] получено значение энергии активации 0,17 эВ (частота попыток 4-10 с" ). Основываясь на том, что в обычных материалах пики поглощения с аналогичными значениями активационных параметров обусловлены движением дислокации в рельефе Пайерлса, авторы предполагают, что гистерезис упругих модулей обусловлен перемещением системы двойникующих дислокаЩ1Й или дислокаций превращения. [c.248]

Хлорвулканизаты могут содержать до 100% связанного с сеткой вулканизующего агента или его фрагментов. Присоединенные к каучуку группы хлорорганических соединений не только входят в поперечные связи, но и модифицируют молекулярные цепи с образованием подвесков, способных к адсорбционному взаимодействию с окислами металлов и другими ингредиентами [28, 30]. Наличием таких взаимодействий наряду с химическими поперечными связями и объясняют особенности механических свойств этих вул-канизатов (повышенный гистерезис, упругие и прочностные свойства). [c.114]

Некоторым недостатком гальванометров с нодвеско из фосфористой бронзы является небольшой гистерезис упругой деформации последней, [c.38]

Релаксационные явления в реофизически сложных средах связаны с медленным развитием процессов перегруппировки структурных единиц различного масштаба. (Так, в случае полимеров таковыми являются гибкие молекулы, их отдельные сегменты или же пачки, образованные этими молекулами). Эти процессы приводят к запаздыванию изменений деформации от изменения напряжения (гистерезис, упругое последействие, релаксация напряжения и т.д.) и могут быть описаны с помощью моделей упругих тел с внутренним трением и вязких тел, обладающих упругостью (раздел 3.2.6). Механические модели вязкоупругих тел полезны для понимания качественных особенностей явлений релаксации, но их применение к количественному описанию реальных материалов требует построения очень сложных систем, состоящих из большого числа различных пружин и вязких элементов (что связано с наличием иерархии структурных единиц различного масштаба, приводящей к иерархии широко распределенных времен релаксации). [c.122]

Диаграмма завнсимостн между условными наиряженнями а и размахами деформаций ири образовании первого цикла нагружения свидетельствует о гистерезисе деформаций, характеризуемом широтой петли в,,, т. е. удвоенной амплитудой пластической деформации. Амплитуда условных напряжений есть Л а. Значению Оа соответствует упругая деформация [c.215]

При назначении класса точности учитывают величину порога чувствительности и вариации показаний. Порогом чувствительности называют наименьшее изменение значения измеряемой величины, способное вызвать изменение показаний прибора, заметное при визуальном наблюдении. Наличие порога обусловлено обычно трением в механизме прибора. Величина порога х должна быть мала по сравнению с основной допустимой погрешностью (обычно X 0,2Дп1ах)- Вариацией называют наибольшую возможную разность между повторными, снятыми через определенные промежутки времени, показаниями прибора при одном и том же значении измеряемой величины. Вариация обычно является следствием трения в механизме прибора, наличия зазоров в кинематических парах, упругого последействия и гистерезиса элементов прибора. Величина вариации г] не должна превышать половину от величины основной допустимой погрешности (Т] <4 0,5Дп,ах)- [c.37]

В случаях, когда можно пренебречь инерционными силами, упругие деформации протекают со скоростью приложения напряжения, однако у реальных тел имеьрт место более или менее значительные отклонения. Запоздалое развитие упругой деформации — упругое последействие, так же как и другие несовершенства упругости — гистерезис, внутреннее трение, разупрочнение при знакопеременных нагрузках, обусловлены неоднородностью и дефектами строения тела. Особенное значение упругие несовершенства имеют для струк- [c.240]

Ниж. предел температурного диапазона высокоэластичности Р. обусловлен гл. обр. т-рой стеклования каучуков, а для кристаллизующихся каучуков зависит также от т-ры и скорости кристаллизации. Верх, температурный предел эксплуатации Р. связан с термич. стойкостью каучуков и поперечных хим. связей, образующихся при вулка1газащш. Ненаполненные Р. на основе некристаллизующихся каучуков имеют низкую прочность. Применение активных наполнителей (высокодисперсных саж, 8 02 и др.) позволяет на порядок повысить прочностные характеристики Р. и достичь уровня показателей Р. из кристаллизующихся каучуков. Твердость Р. определяется содержанием в ней наполнителей и пластификаторов, а также степенью вулканизации. Плотность Р. рассчитывают как средневзвешенное по объему значение плотностей отдельных компонентов. Аналогичным образом м.б. приближенно вычислены (при объемном наполнении менее 30%) теплофиз. характеристики Р. коэф. термич. расширения, уд. объемная теплоемкость, коэф. теплопроводности. Циклич. деформирование Р. сопровождается упругим гистерезисом, что обусловливает их хорошие амортизац. св-ва. Р. характеризуются также высокими фрикционными св-вами, износостойкостью, сопротивлением [c.225]

Рассмотрим явление гистерезиса с точки зрения термодинамики. Работа А, затрачиваемая на деформирование, возвращается полностью прн упругой деформации и частично превраща ется в тето ((3) при высокоэластической Поэтому дчя упру-гой деформации Лраст = Лсокр, а для высокоэластической [c.291]

Количественные различия в форме петель гистерезиса отражаются в величине параметра Ре (рис. 5.18 . Следовательно, поскольку доля упругой энергии, запасенной за 1 цикл, самая маленькая в наноструктурных образцах, подвергнутых кратковременному отжигу при 473 К, можно утверждать, что этот материал обладает самыми лучщими усталостными свойствами среди исследованных состояний. Тем не менее, при анализе усталостного поведения мы должны помнить, что, как только произойдет зарождение трещины, именно она будет определять распределение напряжений. В результате при анализе усталостного поведения следует принимать во внимание процессы зарождения и распространения трещин. [c.220]

Резины — это сшитые полимеры с гибкими цепями, имеющие температуру стеклования ниже 273 С. Поперечные химические связи (узлы сетки) не позволяют цепям при деформации скользить относительно друг друга. Поэтому необратимые (вязкие) деформации у резины практически не возникают. При деформации такой полимерной сетки возникают высокоупругие напряжения, которые обычно называют высокоэластическими. Кроме того, возникают и напряжения, вызываемые силами внутреннего трения. В связи с этим прн деформациях на диаграмме растяжение — сокращение возникает петля гистерезиса. Однако, если деформацию проводить медленно, то петля гистерезиса уменьшается, и при очень медленных процессах деформации (в пределе при равновесной деформации) она практически исчезает, и резина ведет себя как упругое тело. Именно для этого режима деформации применимы соотношения термодинамики. [c.141]

Зачастую при рассмотрении таких переходов линия равновесия формально рассматривается как линия равенств химических потенциалов ([х(р, Т)) обеих фаз. При этом чаще всего игнорируются условия механического равновесия фазовой границы и то, что функция р, (р, Т) в области метастабильности (а эта область обязана существовать, поскольку фазовые переходы I рода могут реализовываться только через процесс образования зародыша новой фазы) не определена и ее нельзя рассматривать как аналитическое продолжение функции из области стабильности, отвечающей полностью равновесному состоянию вещества [13]. В данном случае образование зародыша конечных размеров, а следовательно, необходимость учета межфазной энергии и возникающих упругих полей в системе существенно меняют условия равновесия в системе, так что каждому метастабильному состоянию отвечает равновесие с зародышем новой фазы определенных размеров. При этом упругое поле, возникающее из-за контакта фаз с различными деформациями и мольными объемами, при определенных условиях оказывается пропорциональной не площади поверхности контакта, а объему фаз [25]. С учетом возникающей из-за гистерезиса необратимости процессов (понятие линии равновесия в известной мере теряет смысл) и невозможности трактовки термодинамического описания как предельного случая кинетического подхода при бесконечно малом отклонении системы от равновесия, становится понятна ограниченность расчетов по термодинамическим функциям без учета деформации и зародышеобразования. Эти трудности будут подробнее обсуждены в рамках развитого в работах А. Л. Ройтбурда, Б. Я- Любова и др. [27] представления о фазовом переходе как стохастическом процессе (характеризуемом параметром перехода ф), в ходе которого система эволюционирует через цепь метастабильных состояний. Для этого рассмотрим переход графит—алмаз с учетом упругих полей деформаций без конкретизации механизма такого превращения, поскольку имеющихся в настоящее время экспериментальных данных для этого недостаточно. [c.304]

В классическом приближении [14] и др. определение равновесия графит —алмаз основано на расчете изменения свободной энергии (в предположении обратимости перехода, хотя он явно монотропен) без учета упругих полей и образования зародыша, фазовые переходы I рода идут только через образование зародыша, что приводит к значительным расхождениям между расчетными и экспериментальными р = 7-параметрами для процесса прямого превращения. Дальше приводятся результаты расчета нижней границы пересыщения ДС, а точнее, при заданных 7, способствующих образованию зародышей алмаза в графитовой фазе при условии полного или частичного сохранения когерентности межфазных границ. Дело в том, что учесть возможные нарушения когерентности (наиболее эффективного способа уменьшения свободной энергии гетерофазной системы) невозможно, так как механизм и времена релаксаций упругих напряжений в алмазе и графите мало изучены. Поэтому не будем совместно рассматривать процессы фазового превращения и деформации, а ограничимся расчетом ДСу ДСдеф. Следует подчеркнуть, что такой подход уже подразумевает необратимость процесса из-за наличия эффективного гистерезиса, обусловленного различиями в кристаллографических и упругих параметрах преобразующих фаз. Существует и еще вторая трудность при подобном расчете — отсутствие данных о механизме прямого перехода графита в алмаз, поскольку есть все 20 307 [c.307]

Термоакустический метод контроля называют также УЗ-локальной термографией. Метод состоит в том, что в ОК вводятся мощные низкочастотные ( 20 кГц) УЗ-колебания. На дефекте они превращаются в теплоту (рис. 2.5). Чем больше влияние дефекта на упругие свойства материала, тем больше величина упругого гистерезиса и тем больше выделение теплоты. Повышение температуры фиксируется термовизором. [c.135]