Разрушающее напряжение и скорость растяжения

Твердые полимеры, подвергнутые растягивающим напряжениям, при определенных условиях (относительно высокие температуры, малые скорости растяжения и др.) испытывают холодное течение, а затем разрушаются в ориентированном состоянии так же, как и волокна. Хрупкое разрушение полимеров проявляется как в классической форме хрупкого разрыва, так и в виде растрескивания материала с появлением множества поверхностных трещин, без нарушения целостности образца. [c.92]

Рпс. 147. Зависимость разруша-К Щего напряжения, рассчитанного на действительное сечение от скорости растяжения [c.237]

На рис. 22 показана диаграмма растяжения полимера в зависимости от температуры при постоянной скорости растяжения. На рис. 23 показана зависимость максимального напряжения Омане, от температуры. Кривая на рис. 22 показывает, что полимер при напряжении Ор разрушается хрупко. Если образец того же полимера нагреть до температуры Т , лежащей между Гхр. и Тс, то кривая растяжения по типу разрушения соответствует области 2 (рис. 23), хотя образец находится в стеклообразном состоянии. [c.90]

Испытания полимерных пленок на растяжение производят по ГОСТу, определяя разрушающее напряжение (отношение нагрузки, при которой разрушился образец, к начальной площади его поперечного сечения), предел текучести при растяжении (напряжение, при котором материал деформируется без существенного увеличения нагрузки), относительное удлинение при разрыве (приращение длины рабочего участка образца, отнесенное к первоначальной его длине, в процентах). Скорость растяжения указывается в стандартах на материал. Для более растяжимых пленок используют большие скорости. [c.219]

Весьма важной характеристикой механических свойств твердых тел является их долговечность под нагрузкой, т. е. время до разрушения ip под действием постоянного приложенного напряжения. Как правило, прочность данного материала при испытании на ползучесть нельзя охарактеризовать каким-либо одним параметром тело может разрушаться при различных напряжениях, причем с уменьшением приложенного напряжения долговечность Ц резко возрастает. Иными словами, однозначное понятие прочность (определяемое, например, при испытаниях на разрыв с определенной постоянной скоростью растяжения) заменяется в случае испытаний на ползучесть понятием длительной прочности , т. е. функциональной зависимостью между временем до разрушения tp и приложенным напряжением Р. [c.273]

Заканчивая обсуждение проблемы описания закономерностей разрушения ориентированных полимеров, которое свелось по существу к обсуждению формулы Журкова, сделаем одно замечание. Хотя наиболее полную картину прочностных свойств полимера дает зависимость долговечности от температуры и напряжения, в практике обычно пользуются значением Опр прочности полимера при определенной температуре. За Опр принимают значение напряжения, при котором полимер разрушается при определенном режиме нагружения, обычно при растяжении с постоянной скоростью деформации. Это значение можно вычислить, зная коэффициенты в формуле Журкова. Если мы будем считать, что процесс разрушения занимает время Т1 порядка 1 с (типичное время в экспериментах по испытаниям на прочность), то Опр можно вычислить, переписав формулу (XVI. 1) в следующем виде [c.374]

Практическое различие между кратковременными и долговременными прочностными испытаниями состоит в том, что первые обычно связаны с наклонными ступенчатыми и импульсными возбуждениями, а последние со ступенчатыми и синусоидальными. Впрочем, это не дает однозначной классификации для стандартного испытания на растяжение при очень малых скоростях удлинения. Определение долговременный физически приемлемо, оно означает время жизни образца в процессе испытания — большое по сравнению с длительностью скоротечных функций возбуждения. Простейший случай долговременного разрушения представляется испытанием набора образцов со ступенчатым возбуждением при различных амплитудах напряжений, когда все они разрушаются как пластичные. [c.130]

Деформация пленок в направлении, перпендикулярном на-правлению вытяжки в жидкости, достигает 700%. Столь значительная деформация, связанная с переориентацией структуры полимера, сопровождается массовым разрушением капсул. Разрушение наиболее крупных капсул происходит уже при деформации 5- 6%. Момент максимального выхода жидкости из разрушенных капсул на диаграмме растяжения отражается перегибом при деформациях 100-300% (рис. 3.5, кривая 2), что вызвано кратковременным воздействием жидкости на поверхность деформируемого полимера. Напряжения, при которых разрушаются капсулы, крайне незначительны и для фторопластов ЗМ и 32Л составляют 5- 7 МПа. Последующая переориентация структуры пленки сопровождается разрушением более мелких капсул в зоне образующейся шейки . Для количественной оценки разрушения капсульной структуры при двухосной деформации образцы пленок растягивали со скоростью 0,01 мин-1 в специальной ячейке [12], соединенной с хроматографом. [c.138]

Адамом было указано, что стабильность жидких пленок в основном определяется скоростью, с которой может изменяться поверхностное натяжение раствора, образующего пленки. Этими изменениями компенсируются местные деформации и разности в напряжениях, возникающие в разных участках пленки. Для того чтобы пленка могла растягиваться не разрушаясь, необходимо, чтобы поверхностное натяжение по мере ее растяжения увеличивалось. В соответствии с этим наиболее устойчивые пены образуются в той области концентраций растворов, в которой поверхностное натяжение быстро меняется с концентрацией. Большое влияние на устойчивость пены оказывает также скорость, с которой молекулы растворенного вещества могут мигрировать в направлении к поверхности и от нее. При растяжении мыльной пленки расстояние между молекулами увеличивается. Так как молекулы мыла диффундируют медленно, эти промежутки быстро [c.336]

Описанная закономерность очень хорошо иллюстрируется данными механических испытаний ориентированных полиэтиленовых пленок при разных температурах (табл. 10). При температуре выше —15° С при данной скорости деформации полиэтилен ведет себя, как податливый материал, способный к рекристаллизации в процессе растяжения в любом направлении. При —60° С полиэтилен по механическому поведению близок к хрупким материалам. Поэтому при температуре вплоть до —15° С разрывное удлинение в направлении, перпендикулярном ориентации, больше, чем в параллельном направлении. Это указывает на наличие рекристаллизации в процессе деформирования, что характерно для кристаллических полимеров. При —60° С напряжение рекристаллизации выше, чем предел прочности в перпендикулярном направлении, и полиэтилен разрушается при малых удлинениях раньше, чем начнется процесс рекристаллизации. [c.224]

Было показано [17], что одним из фундаментальных свойств прочности является ее зависимость от времени. Оказалось, что временная зависимость прочности присуща всем без исключения исследованным материалам [17, 18, 19]. Это выражается в том, что время от момента нагружения до разрыва образца существенно зависит от величины разрушающего напряжения. Долговечность под нагрузкой при одноосном растяжении удалось измерить во временном интервале, охватившем почти 10 порядков (от 10 до 10 сек). Изменение прочности во времени, подчиняющееся достаточно строгой закономерности, заставляет рассматривать разруше-нение материала как непрерывный процесс. Этот процесс протекает в механически напряженном теле со скоростью, которая может принимать разнообразные значения в зависимости от величины напряжения и температуры. Разрушение происходит не только за счет работы механической силы, но в значительной. мере и за счет теплового дв жения кинетических единиц. Вследствие флуктуаций тепловой энергии с определенной частотой происходит разрушение связей, обусловливающих прочность материала [20]. Таким образом, физико-механическая характеристика предел прочности , широко используемая в практике, является величиной условной, характеризующей прочность материала только при строго определенных условиях деформации, оговоренных в ГОСТе. Фактически разрушение твердых тел может происходить и при меньших нагрузках, причем в зависимости от скорости деформации и температуры опыта. Обсуждение общих закономерностей проч- [c.236]

Равномерная коррозия представляет собой один из наименее опасных видов коррозии при условии, что скорость растворения металла не превышает норм, определяемых шкалой коррозионной стойкости металлов. При достаточной толщине металла сплошная коррозия мало сказывается на механической прочности конструкции при равномерно распределенных напряжениях (растяжение, сжатие) по сечению конструкции. Равномерная коррозия опасна при работе деталей на изгиб и кручение, так как разрушаются наиболее нагруженные слои металла. [c.160]

Оценка прочности неориентированных аморфных стеклообразных полимеров может быть сделана, исходя лишь из полуэмпирических расчетов. Пре жде всего, уточним содержание понятия прочность в данном случае. Из рис. 4.9 следует, что при растяжении аморфного стеклообразного полимера при Т > Т р можно получить две количественные характеристики прочности - предел текучести и напряжение, при котором образец физически разрушается. Обе характеристики с точки зрения поставленной задачи неприемлемы, ибо в первом случае образец не разрушается, а течет, во втором - мы имеем дело с ориентированными макромолекулами, что не соответствует исходному условию. Уже упоминалось, что вид деформационной кривой существенно зависит от скорости деформации. При ее увеличении кривые растяжения приобретают вид кривой 7, приведенной на рис. 4.9, а предельное значе- [c.166]

Образцы без покрытия, разрушенные при воздействии коррозионной среды, имеют хрупкий кристаллический излом с наличием вторичных трещин, характерных для сероводородного растрескивания металлов. Коррозионные трещины на образцах, не прошедших предварительное наводороживание, зарождаются от коррозионных питтингов, возникающих в местах выхода на поверхность сульфидных включений. Очагом зарождения коррозионных трещин на образцах, подвергнутых предварительной 96-часовой выдержке в сероводородсодержащей среде, как правило, являлись возникающие в процессе предварительной выдержки приповерхностные водородные блистеры, которые при испытании с постоянной скоростью деформирования разрушались с образованием микротрещин, перпендикулярных к действующей нагрузке (рис. 155). Изломы образцов с покрытием имеют квазихрупкий характер. Коррозионные трещины на этих образцах зарождаются в местах микротрещин в покрытии, возникающих в процессе растяжения образцов, при нагружении выше предела текучести основного металла. При этом наиболее вероятным местом зарождения коррозионных трещин являются участки микротрещин, пересекающие выходящие на поверхность подложки сульфидные включения. Однако отсутствие развитой поверхности контакта основного металла с сероводородсодержащей средой приводит к замедлению развития коррозионных трещин, чем объясняются высокие коррозионно-механические свойства образцов с покрытием. Возникновение сетки трещин на покрытии является следствием ма- лой пластичности нитрида титана, поэтому данное покрытие целесообразно использовать для деталей и узлов оборудования, работающего при напряжениях, меньших 0,9 от предела текучести основного металла. [c.354]

Вообще, зависимость Ош ПВХ от скорости его растяжения в ААС довольно необычна, в связи с чем рассмотрим ее более подробно. На рис. 5.13 приведены зависимости Ош от логарифма скорости растяжения для ПВХ (а) и МПВХ (б) на воздухе и в исследованных средах. В области высоких скоростей деформации выход кривой растяжения на плато часто не достигается, т. е. в некоторых случаях по достижении СТвэ происходит спад напряжения, а затем образец разрушается, не достигнув развития деформации при постоянной нагрузке (кривые типа 5 на рис. 5.12). Эти точки на графиках отмечены стрелками. [c.126]

Как уже отмечалось, тонкие срезы резин, нанесенные на толстую пластичную подложку, при растяжении не разрушаются. Однако при очень больших удлинениях в образце возникает множество маленьких трещин в местах наибольшего напряжения. Эти трещины, которые наблюдал также Круз, появляются, как правило, при удлинениях, значительно превышающих нормальное удлинение при разрыве. Величина удлинения, при котором наблюдаются трещины, зависит от типа полимера и наполнителя, а также от степени вулканизации и скорости растяжения. Чем больше скорость растяжения, тем при меньшем удлинении образуются трещины. Динамическая деформация резины до резания также влияет на величину этого удлинения, обычно уменьшая ее. На рис. 6.15 показано разрушение срезов протекторной резины на основе натурального каучука, наполненной сажей ISAF. Исследование различных саженаполненных протекторных смесей показало, что образцы на основе натурального каучука обычно разрушаются при меньших удлинениях по сравнению [c.181]

Следует отметить, что Си после РКУ-прессования может показывать и относительно низкую пластичность при растяжении (10%) [326]. По-видимому, это связано с высокой долей малоугловых границ зерен присутствующих в образцах после определенных режимов РКУ-прессования. В работе [61] испытывали Си со средним размерсш зерен 210 нм при сжатии. Испытание проводилось при комнатной температуре с начальной скоростью деформации 1,4 X 10 с 1. Было также обнаружено, что деформационные кривые для Си с различным размером зерен различаются по форме. Типичными особенностями кривой деформации сжатием в случае наноструктурной Си являются высокое напряжение течения, равное 390 МПа, значительное начальное деформационное упрочнение в узком интервале степеней деформации (примерно 5%) на начальной стадии деформации, практически полное отсутствие дефо1шационного упрочнения на последующей стадии деформации. Напряжение течения на второй стадии составило около 500 МПа. В то же время пластичность наноструктурной Си была высока. Образцы при сжатии не разрушались даже после максимальной деформации, которая в данном эксперименте равнялось 83 %. [c.185]

Б опытах, в которых указаны значения обеих констант А ж В, при растяжении приложенная сила убывала (при помощи гидростатического компенсатора). В опытах, в которых значение константы В не дано, во время всего процесса течения сила оставалась постоянной. Деформация полимеров производилась изотермически при пяти значениях температуры. При этом варьировались длительность действия сил и их величина. В ряде случаев длительность течения определялась прочностью образцов. Так, например, даже в опытах с применением гидростатического компенсатора при повышении температуры скорость развития высокоэластической деформации сильно возрастала, вследствие чего происходило быстрое нарастание напряжения и через короткое время образцы разруша.чись. Поэтому длительность опытов уменьшалась с 7 час. при 15° до 1,5 мин. при 60°. [c.257]

С хрупка чугун при одноосном растяжении хрупок, а при всестороннем сжатии пластичен. Вследствие этого точнее оперировать понятиями не о хрупком или пластичном материале, а о хрупком или пластичном его состоянии. Если материал находится в хрупком состоянии, он разрушается в результате распространения трещины нормального отрыва, т. е. когда макроскопически плоскость разрушеиия (распространения трещины) перпендикулярна к направлению действия макс. растягивающих напряжений, а поверхность излома достаточно гладкая. Хрупкое разрушение наиболее опасно, поскольку характеризуется высокой скоростью развития и реализуется при средних напряжениях по сечению изделия, меньпшх величины предела текучести, а также сопровождается, как правило, относительно небольшой общей деформацией, которая предшествует разрушению. [c.707]

При воздействии высоких напряжений сдвига на загущенное полимером масло в условиях турбулентного течения структура полимера может физически разрушиться. Стойкость полимерной присадки к напряжениям сдвига и характеризует ее способность противостоять подобному разрушению. В настоящее время признано, что такой разрыв цепи полимера происходит в результате кавитации в масле и что в услсЕиях ламинарного течения полимерная цепь разрывается только при напряжениях сдвига и концентрациях полимера, значительно превышающих практически применяемые величины [115]. При кавитации разрушение пузырьков или полостей создает в растворе весьма высокие локальные градиенты скорости. Вследствие больших размеров молекулы пслимера участки ее цепи, расположенные ближе к разрушающейся полости, вовлекаются окружающей средой внутрь быстрее, чем более удаленные. Это вызывает сильное растяжение молекулы, которое может привести к ее разрыву. Поэтому в настоящее время почти всегда в лабораториях измеряют стойкость полимерной присадки в условиях напряжения сдвига, подвергая масляный раствор кавитации в генераторе ультразвуковых колебаний. До сего времени еще не удалось выяснить ни механизм этого процесса, ни количественные зависимости, связывающие структуру полимера с его стойкостью к напряжениям сдвига. Правда, в ряде опубликованных работ, как будто намечены пути решения этих проблем [150, 263]. ) [c.37]

Количественно сопротивление эластомера разрушению (например, при растяжении или сжатии) характеризуется напряжением, под действием которого образец разрушается при заданных параметрах испытания (температура, скорость деформации и др.). Эта величина представляет собой отношение нагрузки к площади поперечного сечения образца до деформации (условное напряжение) или к истинному сечению в заданный момент деформации или при раз1рущении (истиниое напряжение). При испытаниях на долговечность (время до разрушения эластомера цр,и постоянном напряжении) различают статическую и динамическую долговечность, получаемые соответственно в статических и динамических (при многократных дефомациях) условиях испытания. [c.92]

При низких температурах стеклообразные полимеры теряют способность к большим деформациям, разрушение может произойти при незначительных деформациях. Такой вид разрушения называется хрупким разругиением, а соответственно такие телл — хрупкими. Прочность тела при хрупком разрушении называется хрупкой прочностью. Температура, при которой полимер начинает разрушаться под действием напряжения, соответствующего хрупкой прочности, называется температурой хрупкости. Температура хрупкости зависит от скорости воздействия сил и вида деформации (растяжение, сдвиг, сжатие). Обычно температура стеклования всегда выше-температуры хрупкости. [c.63]

Когда Пиллинг и Бедворс опубликовали свои результаты, считалось, что наклон прямых, полученных для 300, 400 и 500°, представлял скорость химической реакции между кальцием и кислородом полагали, что поры в окисной пленке достигают неизмененного металла и нет физического ограничения для притока кислорода. Данн и Уилкинс высказали соображения, что если бы окисление действительно управлялось скоростью хил ической реакции, то процесс с температурой ускорялся бы значительно сильнее. Они предположили, что самый нижний слой окисла, находящийся на металле, является сплошным и псевдоморфным. Понятно, что вследствие изменения объема при окислении он деформирован и разрушается, образуя пористый слой, как только превышае г некоторую толщину. Дальше, согласно этой точке зрения, на поверхности металла всегда имеется сплошной слой постоянной толщины, который находится в состоянии растяжения, но, будучи скреплен с металлической основой, не разрывается, если критическая толщина не превзойдена снаружи его имеется более толстый слой пористого окисла, в котором напряжения сняты вследствие образования пор. Скорость окисления управляется прохождением кислорода через внутренний слой постоянной толщины, и она остается постоянной пока температура не поднимется [48]. [c.44]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология