Скорость хрупкого разрыва

При повышении скорости выше определенного предела, обусловленного Скоростью релаксации макромолекул, наступает хрупкий разрыв или нарушение сплошности структуры, что проявляется в возникновении продольных трещин и полостей в волокне. В последнем случае температура в конечной области шейки поднимается значительно выше температуры стеклования. Это явление очень характерно для полиэтилентерефталата, в результате него создается так называемый эффект серебра (рис. 5.31, а). [c.125]

Область, в которой наблюдается падение нагрузки вследствие перехода через предел текучести, ограничена с одной стороны температурой хрупкости, ниже которой полимер разрушается без заметных деформаций (см. раздел 12.1), и с другой стороны — температурой стеклования. Необходимо рассмотреть, каким образом температура и скорость деформации влияют на условия достижения состояния пластичности внутри указанной области. Возрастание скорости деформации приводит к увеличению предела текучести, существенно не сказываясь на напряжении, при котором происходит хрупкий разрыв материала. Поэтому повышение скорости деформации приводит к смещению температуры хрупкости в сторону более высоких значений и тем самым к сужению снизу области температур, в которой возможны пластические деформации (см. раздел 12.1). Изменение верхней границы области пластического состояния в зависимости от скорости деформаций исследовали Эндрюс с соавторами [38]. Их результаты будут обсуждены ниже. [c.291]

При механическом разрушении полимеров хрупкий разрыв в чистом виде может проявляться, по-видимому, только при температурах, близких к абсолютному нулю. Тем не менее, в зависимости от структуры и состояния полимерного материала, один из указанных механизмов может быть преобладающим. Обнаружено, что уменьшение температуры и увеличение скорости деформирования способствует хрупкому разрушению и, наоборот, увеличение температуры и уменьшение скорости деформирования способствует преобладанию пластического разрушения у линейных полимеров. [c.117]

При переработке высоковязких расплавов (р-ров) в условиях высоких фильерных вытяжек возможен когезионный (хрупкий) разрыв струи. Он наступает в том случае, когда скорость продольной деформации выше нек-рого предела, определяемого соотношением вязкости при растяжении, времени релаксации и энергии когезии. Ниже этого предела струя м. б. растянута на сколь угодно большую величину, если не реализуется условие капельного разрыва. [c.375]

Хрупкий разрыв определяет прочностные свойства резин ниже температуры стеклования Гс, а наибольшая температура, при которой он происходит, называется температурой хрупкости Г . Последняя зависит не только от Гс полимера, но и от скорости деформирования при разрушении и хрупкой прочности полнмера. [c.334]

Предел вынужденной высокоэластичности Og увеличивается при понижении температуры (рис. 7.6). При низких температурах (ниже температуры хрупкости Т р) он становится больше хрупкой прочности полимера, вследствие чего последний разрушается (до точки А на диаграмме растяжения). С уменьшением молекулярной массы точка разрыва В (см. рис. 7.5), перемещаясь влево, может достичь точки А. В этом случае происходит хрупкий разрыв. Предел вынужденной эластичности увеличивается при повышении скорости деформации или уменьшении продолжительности нагружения, что указывает на его релаксационную природу (поэтому и температура хруп- [c.216]

Как видно из. приведенных формул, с ростом вязкости т жидкости и увеличением диаметра отверстия в фильере прядомость растет, а критическая скорость уменьшается. Поверхностное натяжение оказывает противоположное влияние. Однако при увеличении вязкости жидкости выше определенного критического предела (т]кр г 10 пз) наступает хрупкий разрыв струйки и формование волокна прекращается. [c.157]

Хрупкий разрыв не обязательно связан с хрупкими телами — он может иметь место и при испытании пластичных веществ в условиях большой скорости деформации. [c.15]

Изменение скорости деформации образца при температурах, лежащих значительно ниже Тс (температура испытаний 20—25°С, 7 с 100°С), приводит к заметному различию измеряемых значений и характера разрыва. Для примеров, показанных на рис. IV. 1, при скоростях деформации больших 50 с , наблюдается типичный хрупкий разрыв образца с его удлинением менее чем на 3%. Уменьшение скорости деформации на 4—5 порядков приводит к развитию вынужденной высокоэластической деформации разрывное удлинение при этом превышает 10%. [c.246]

Следует упомянуть еще об одном простом опыте , который иллюстрирует существо способа расчета поверхности разрыва с помощью упругих волн. Известно, что с помощью малого газового пламени можно осуществить медленный хрупкий разрыв стеклянной пластинки, начинающийся у ее края. Возникающая при этом поверхность разрыва всегда совершенно гладкая и не обнаруживает никаких структурных линий или другого рода отметок. Иная картина получается, если во время распространения разрыва по свободно лежащей пластинке ударять маленьким молотковым механизмом. В этом случае поверхность разрыва оказывается покрытой системой линий и скатов , которые представляют фронт разрыва в отрезках времени, соответствующих частоте ударов молоточков. Для нанесения отметок при быстро протекающем разрыве следует соответственно только повысить частоту модуляции, которая в этом случае должна лежать в области ультразвуковых частот. Необходимо также принять во внимание конечную скорость распространения упругих волн, которые чертят отметочные линии. [c.90]

Правомерность применения стандартных методов для оценки битум-каучуковых смесей вызывает сомнения у многих исследователей [2], так как до сих пор эти методы использовались для чисто пластичных свойств. Однако, нам кажется, такая оценка в известной степени возможна, следует лишь учитывать некоторые отклонения, связанные с проявлением эластичности.На основании собственных наблюдений и анализа литературных данных можно отметить следующие особенности. В процессе растяжения при 25 и 0°С часто меняется характер деформации смесь растягивается в виде ленты толщиной до 5 мм, причем поперечное сечение ее почти не меняется при вытяжке, смесь как бы натекает из формы вместо обычного резкого утончения нити при пластическом растяжении битума. Различен и характер разрыва если битумы разрушаются по мере утончения пленки, то битум-каучуковые смеси разрываются при растяжении с большой скоростью (практически мгновенно) с образованием большей частью зеркальной поверхности разрыва, т. е. подобно хрупкому разрыву (высокоэластический разрыв имеет много общего с хрупким разрывом, хотя механизмы их различны [10]). [c.125]

При температурах, превышающих Гот, когда предел вынужденной эластичности обращается в нуль, полимер испытывает эластический разрыв, который наиболее характерен для каучукоподобных тел (эластомеров), эксплуатируемых при температурах выше 5ст Первая, медленная стадия процесса начинается с образования центра разрыва, откуда медленно растет надрыв, подобно трещине при хрупком разрушении (рис 114)). По мере возрастания надрыва повышается напряжение и материал упрочняется вследствие усиливающейся ориентации макромолекул. По достижении некоторого критического напряжения наступает вторая, быстрая стадия, для которой характерна большая скорость распространения фронта разрыва вплоть до окончательного разрушения образца На поверхности разрыва обнаруживается шероховатая зона, связанная с медленной стадией, и зеркальная — с быстрой. [c.421]

Напряжение у вершины надрыва по мере уменьшения остающегося сечения образца возрастает, что приводит к ускорению роста надрыва. Когда напряжение в оставшемся сечении достигает некоторой критической величины, разрыв переходит в быструю стадию образуются обычные трещины (такие же, как в хрупких телах), которые растут со скоростью, близкой к скорости распространения звука в резине. Эта стадия разрушения длится лишь малые доли секунды. [c.110]

Естественно, что характерные механические свойства полимеров в высокоэластическом состоянии проявляются и в процессе разрыва. Так же как и разрушение полимеров в стеклообразном состоянии, эластический разрыв слагается из двух стадий — медленной и быстрой, но начальная, медленная стадия в отличие от хрупкого разрыва сопровождается образованием шероховатой, а быстрая — зеркальной зоны на поверхности разрыва. Соотношение поверхностей зеркальной и шероховатой зон зависит от длительности процесса разрушения. Уменьшение статической и динамической нагрузок или скорости растяжения сопровождается увеличением длительности процесса разрыва соответственно увеличивается часть поверхности разрыва, занимаемая шероховатой зоной (рис. П.33). При медленном разрыве почти всю поверхность занимает шероховатая зона, а зеркальная зона практически исчезает. При быстром разрушении всю поверх- [c.101]

Таким образом, из рассмотрения кинетики разрыва можно сделать вывод, что при выбранном режиме деформации вулканизатов разрыв, так же как и хрупкое разрушение, происходит в две стадии [294, с. 4 296, с. 973]. Первая стадия этого процесса протекает с настолько малой скоростью, что практически не удается заметить изменения размера надреза. Тем не менее в об- [c.103]

Как было показано в предыдущих главах, механические свойства полимеров в сильной степени зависят от температуры и скорости деформации. Характер зависимости нагрузки от деформации при постоянной скорости растяжения в общем случае изменяется с температурой, как было показано на рис. 2.1. При низких температурах нагрузка растет практически линейно с увеличением удлинения вплоть до момента разрушения, которое в данном случае происходит хрупко. При более высоких температурах достигается предел текучести, и нагрузка снижается перед тем, как произойдет разрыв, иногда при этом образуется шейка это пластическое разрушение, происходящее, однако, при весьма малых деформациях (обычно 10—20%). При еще более высоких температурах и соблюдении некоторых определенных условий происходит упрочнение при деформации и шейка стабилизируется, что обусловливает холодное течение полимера. Удлинения в этом случае обычно велики и достигают 1000%. Наконец, при температурах, превышающих температуру стеклования, наблюдается зависимость нагрузки от удлинения, характерная для каучуков. [c.307]

При рассмотрении механизма хрупкого разрушения Бартенев исходит из установленного факта двухстадийного разрушения. Прорастание одной или нескольких наиболее опасных микротрещин на первой стадии разрушения определяет долговечность образца из хрупкого материала. На второй стадии скорость разрушения очень велика и примерно соответствует скорости распространения упругих звуковых волн в материале. Рост каждой трещины рассматривается как последовательный разрыв химических связей в элементарном объеме в ее вершине под действием механических напряжений и тепловых флуктуаций. В вершине трещины [c.113]

Быстрый разрыв подобен хрупкому. Он происходит без образования заметных тяжей в результате прорастания трещин. Увеличение скорости приложения разрушающей нагрузки расширяет температурную область хрупкого разрыва резин [28]. [c.120]

Измельчение твердых тел производят в мельницах различных конструкций, действие которых основано на хрупком разр ушении при ударе кусков измельчаемого материала о мелющие тела (например, стальные или фарфоровые щары) и стенки сосуда, в котором происходит измельчение для получения порошка с высокой дисперсностью измельчение иногда приходится производить в течение многих часов или даже дней. Высокая скорость измельчения достигается в вибрационных мельницах, в которых барабан с измельченным материалом и мелющими телами совершает колебательные движения с частотой в несколько тысяч периодов в минуту. Высокая чистота измельчаемого материала может быть достигнута применением струйных мельниц, в которых измельчение осуществляется при взаимных соударениях летящих с большой скоростью частиц. Для получения высокодисперсных систем используются так называемые коллоидные мельницы, измельчение в которых осуществляется в полях с высоким градиентом скорости, возникающих, например, в тонком зазоре между быстро вращающимися конусом и неподвижной поверхностью через этот зазор прокачивается дисперсная система. Сходные конструкции при1ъ1еняют и для повышения дисперсности (гомогенизация) эмульсий, например молока. [c.167]

При достаточно больших скоростях нагрузки, когда релаксационные явления не успевают заметно развиться, совсем нехрупкие тела могут претерпевать хрупкий излом или разрыв. Как показали опыты М О. Корн-фельда и М. М. Рывкина с раствором канифоли в минеральном масле, даже у жидкостей можно наблюдать процессы, напоминающие хрупкий разрыв В этих опытах наносились боковые удары по струе раствора, имеющего вязкость 3000 П. При малых скоростях удара струя только изгибалась, но при скорости, превышающей 20 м/с, она разбивалась на отдельные осколки , как тонкая стеклянная палочка. Следовательно, для проявления хрупкости решающее значение имеет соотношение скоростей нагрузки и релаксации Поэтому при низких температурах, когда время релаксации очень велико, полимерные стекла разрываются, как хрупкие тела. [c.420]

Полимер в зависимости от скорости деформации, температуры и напряжения может испытывать упругие, высокоэластичеекие и пластические деформации. Разрыв полимеров в большинстве случаев происходит в ориентированном состоянии, полученном либо предварительно (волокна), либо в процессе испытания (исключение составляет хрупкий разрыв изотропных полимеров). [c.79]

ПовреЖ Де1Нность в принципе является статистическим показателем, поскольку реальные материалы имеют случайную структуру. Поэтому для параметра сплошности в изотермических условиях можно записать некоторое кинетическое уравнение. Его форма обычно определяется имеющимися экспериментальными данными по длительной прочности. Ниже мы рассмотрим наиболее распространенные уравнения, которые базируются на двух гипотезах, сфор)Мулированных Говардом при изучении долговечности ацетилцеллюлозы [230]. По пep вoй гипотезе хрупкий разрыв протекает со скоростью, зависящей только от приложенного напряжения [c.145]

При переработке высоковязких расплавов (р-ров) в условиях высоких фильерных вытяжек во вможен когезионный (хрупкий) разрыв струи. Он наступает в том случае, когда скорость продольной деформации выше нек-рого предела, определяемого соотношением вя.з- [c.375]

В работах П. А. Ребиндера, Н. В. Михайлова, Е. Е. Калмыковой [3 61 показано, что цементные водные пасты в процессе структурообразования (твердения) образуют группу коагуляционно-кристаллизационных структур, которые по деформатив-ному поведению относятся к истинно-пластичным телам, у которых от напряжений ниже предела прочности кристаллизационного каркаса Рвозникают только упругие, полностью обратимые деформации. При достижении предела прочности происходит хрупкий разрыв кристаллического каркаса и освобожденная коагуляционная структура течет с заданной скоростью деформации под действием равновесного напряжения. [c.67]

При достаточно больших скоростях нагрузки, когда релаксационные явления не успевают заметно развиться, совсем нехрупкие тела могут претерпевать хрупкий излом или разрыв. Как показали опыты М. О. Корнфельда и М. М. Рывкина с раствором канифоли в минеральном масле, даже у жидкостей можно наблюдать процессы, напоминающие хрупкий разрыв. В этих опытах наносились боковые удары по [c.318]

При повышении температуры, когда время релаксации становится еще меньше, хрупкий разрыв уступает место вынужден-ноэластическому разрыву. Появление такого разрыва объясняется тем, что с ростом температуры предел вынужденной эластичности Ои снижается быстрее, чем хрупкая прочность Стхр (рис. 87). При температуре хрупкости Гхр кривые о р — Т и сГв — Т пересекаются. Если деформация образца происходит при температурах, превышающих Гхр, то предел вынужденной эластичности достигается раньше ст р. Экспериментальные значения Т р, так же как в случае Ттек и Тст, зависят от скорости приложения нагрузки. При достаточно больших скоростях хрупкое разрушение может иметь место выше Тхр (найденной для меньших скоростей), и наоборот, если деформация осуществляется медленно, то вьшужденноэластический механизм наблюдается ниже Тхр. В тех случаях, когда трещины растут быстрее, чем развивается вынужденноэластическая деформация, образец испытывает хрупкий разрыв. И наоборот, если скорость вынужденноэластической деформации больше, микротрещины сглаживаются вследствие релаксации напряжения и становятся менее опасными. Во втором случае растяжение вызывает ориентацию макромолекул, что приводит к упрочнению полимера. Поэтому разрыв происходит при больших удлинениях с образованием шейки (вынужденноэластический разрыв). [c.319]

Необходимые для определения температурй хрупкое асфальтобетона даннж были получены при исцытании песчаных асфальтобетонов на диабазовом порфирите с гранулометрией типа Г с содержанием битума 7% в автоматическом линейном дилатометре и установке динамических испытаний асфальтобетона, разработанных в БашНИИ НП. Модули жесткости и прочность на разрыв были определены с применением принципа температурно-временного наложения при скорости роста напряжения[8], равной 0,0006 кг/см с. [c.65]

Это видно из того, что ири быстром разрыве у образца каучука СКС-30 образуется сильное сужение (рис. 73,а), где и происходит разделение образца иа две части поверхность разрыва в сужении состоит только из зеркальной зоны. При переходе к медленному разрыву под действием малых нагрузок наблюдается смешанный тип разрушения—обнаруживается лишь тенденция к сужению, а поверхность разрыва сотоит из нескольких зеркальных и шероховатых зон (рис. 73,6). При очень медленном разрыве сужение отсутствует совсем и поверхность разрыва состоит почти целиком из шероховатой зоны. Если, с другой стороны, неограниченно увеличивать скорость растяжения, то материал при очень больщих скоростях будет вести себя, как твердое тело, и пластический разрыв перейдет в хрупкий. [c.122]

Для объяснения различий расчетных и опытных значений разрывных напряжений Гриффит [75] предположил, что в испытываемых кристаллах всегда имеются трещины, и вычислил, при каком значении напряжения, перпендикулярного трещине, равновесие нарушится и начнется ее разрастание. Физическая картина разрыва хрупкого однородного материала, нарисованная Гриффитом, основана на предположении о существовании критического разрывного напряжения. Временные эффекты не учитывались. Согласно Гриффиту разрыв может наступить лишь тогда, когда перенапряжение у вершины хотя бы одной из трещин достигнет теоретического значения, определяемого межатомными силами сцепления. Пока напряжение в вершине трещины не достигло предельного значения, трещина не растет. 1Лосле того, как определенное напряжение у вершины трещины достигнуто, последняя начинает расти со скоростью, близкой к скорости распространения упругих волн, рассекая тело на части. [c.52]

Стационарное конечное значение скорости распространения области хрупкого разрыва было измерено также с помощью скоростной киносъемки. Полученные рнс у этим способом значения (2200 м/с та разрыва (дефекта) с увеличением для кварцевого стекла и 1700 м/с пути, пройденного оронтом разры-для оптического стекла) хорошо согласуются с результатами ультразвукового метода. Для полиметилметакрилата скорость распространения области разрыва колеблется от 500 до 700 м/с. [c.273]

При определенных условиях (низкие температуры, большие скорости разрушения) тепловые флуктуации не играют существенной роли, и разрыв хрупких тел идет по атермическому механизму. В этом случае только при напряжениях выше критического (ок) растут микротрещииы и твердое тело разрушается. Если пренебречь механическими потерями, то стартовая скорость микротрещин при переходе напряжения через значение 0к сразу стано вится большой, приблизительно равной скорости распространения поперечных упругих колебаний в твердом теле. Если же учесть рассеяние упругой энергии, зависящее от скорости роста трещины, то предельная критическая [c.95]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология