Гистерезис при разрушении

Наряду с обратимыми эффектами, соответствующими явлению аномалии вязкости, для загущенных масел и для парафинистых масел при низких температурах в результате их деформирования характерны необратимые явления. Под действием больших гидродинамических усилий происходит деструкция— разрыв молекул полимера, а в парафинистых маслах — разрушение или дезагрегирование кристаллитов твердых углеводородов. В этом случае при переходе от высоких скоростей течения к меньшим увеличение (восстановление) вязкости масел будет неполным. Такое явление называют гистерезисом вязкости. Оно определяется тем, что после деформирования с достаточно высокой скоростью сдвига получается новая система, отличная от исходной, не подвергавшейся деформации. В отдельных случаях систему можно вернуть в исходное состояние, например нагреть масло и вновь его охладить. [c.270]

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]

Реологические свойства тампонажных растворов с практически разрушенной структурой исследованы в работе [202], где показано влияние интенсивности предварительного перемешивания и количества коагуляционных контактов на величину эффективной вязкости. В случае перехода от больших скоростей сдвига к меньшим происходит восстановление первоначально разрушенной структуры. При этом наблюдается небольшой гистерезис, связанный с особенностью тиксотропных свойств цементного раствора. [c.69]

Циклические испытания проводились при мягком цикле нагружения в условиях пульсирующего сжатия. Размах напряжений задавался в пределах (0,4...0,9 , где -предел прочности при сжатии до разрушения. В ходе испытаний регистрировались кривые деформирования и зависимость деформации рабочей части образца от времени. Полученные кривые деформирования нелинейны. Ширина петли гистерезиса на первых циклах уменьшается, что говорит об упрочнении материала. При последующих циклах нагружения происходит увеличение ширины петли гистерезиса и непрерывное уменьшение касательного модуля. Одновременно с этими процессами, характеризующими разупрочнение материала, наблюдается непрерывное одностороннее накопление неупругой деформации образца. Скорость накопления деформации и разупрочнения остается постоянной во время стабильной работы материала и начинает резко увеличиваться перед разрушением образца. С увеличением температуры испытаний процессы накопления деформаций и разупрочнения идут интенсивнее и проявляются уже при малых уровнях циклических напряжений. На кривой деформирования (выпуклой на первых циклах) после 10 — 15 циклов нагружения появляются перегибы в полуциклах нагружения и разгрузки, что говорит об образовании и развитии двух систем трещин, ответственных за рассеянное разрушение материала образца. Предложена модель материала с односторонними связями, учитывающая две системы развивающихся трещин и позволяющая описать математически стабильный цикл деформирования графита. [c.71]

На рис. 2.4 приведена типичная зависимость деформации от напряжения при сжатии для повторяющихся циклов возрастающей амплитуды. Характерно, что даже при небольших напряжениях графит обладает значительной остаточной деформацией и заметным гистерезисом. Остаточная деформация может достигать 25% Т)т полной деформации при разрушении, которая для различных марок графита колеблется от 0,3 до 4,0%. На основе многочисленных данных установлены следующие приблизительные соотноше- [c.20]

Описание коллекторских свойств пласта включает в себя, кроме учета площадной неоднородности и изменчивости свойств коллектора по сечению, направленные относительные проницаемости для отдельных областей пласта и в целом по залежи, сжимаемость пород, т.е. разрушение поровых каналов при изменении давления, причем процесс может быть обратимым, необратимым и с гистерезисом. Для каждой точки пласта могут быть определены данные по насыщенности для каждого типа породы. [c.180]

Это изменение состояния системы может быть вызвано возникновением ассоциативных образований между водой и функциональными группами пористого стекла и, если справедлива аналогия системы сорбент — сорбат с системой растворитель — растворенное вещество , то в нашем случае (вода в норах пористого стекла типа молекулярного сита), очевидно, может быть справедлива аналогия с ассоциацией растворенных молекул и их сольватацией молекулами растворителя. Гистерезис теплоты фазового перехода при адсорбции—десорбции может быть следствием возможных различий в энергиях активации процессов образования и разрушения ассоциатов. [c.269]

Резина великолепно растягивается и сжимается в линейном направлении, но очень плохо или почти совсем не поддается объемному сжатию, что также является важной особенностью резины как конструкционного материала. Резина способна выдерживать без разрушения миллионы циклов многократных деформаций растяжения, сжатия, сдвига. Однако при этом часть механической энергии, расходуемой на деформацию резины, теряется на внутри- и межмолекулярное трение в каучуке и на трение между макромолекулами каучука и частицами наполнителей (стр. 499 сл.). Энергия, затрачиваемая на трение, преобразуется в тепло. Потери энергии на внутреннее трение называют гистерезисными потерями (явление механического гистерезиса). [c.477]

НО восстанавливаясь во времени до той же предельной прочности в результате броуновских соударений частиц по коагуляционным участкам. Тиксотропия коагуляционных структур позволяет установить для них в условиях практически однородного сдвига (например, в ротационных вискозиметрах с коаксиальными цилиндрами с узким зазором) полные реологические кривые зависимости эффективной вязкости от напряжения сдвига, т. е. от равновесной степени разрушения структуры в стационарном потоке. Такие кривые воспроизведены в прямом и обратном направлениях (лишены гистерезиса) при условии, что время перехода будет достаточным для тиксотропного восстановления. [c.137]

Интересно отметить, что кривые текучести битума и битумных мастик при 130 и 110°С имеют форму петли гистерезиса намного уже, чем кривые текучести, полученные при 120°С. Это можно объяснить тем, что для мастик при 130°С имеет место температурное разрушение пространственных структур, я системы при этом приближаются к ньютоновским жидкостям. [c.245]

На рис. 2,6 представлены кривые текучести мастик при 110°С, где нижние ветви петли гистерезиса соответствуют наибольшей предельной вязкости практически неразрушенной структуры, а верхние ветви — наименьшей вязкости предельно разрушенной [1]. Из рис. 3 [c.245]

Возникает вопрос согласуется ли такое необычное поведение с хорошо установленным фактом [15, 16], что долговечность найлона-6,6 при усталостном нагружении монотонно уменьшается с увеличением содержания воды в изученном интервале влажностей Во-первых, надо отметить, что испытания на усталость в работах [15] и [16] проводили на гладких не-надрезанных образцах при частоте 30 Гц и при фиксированном перепаде нагрузок (так называемые 5—М-испытания, по ое-зультатам которых строят зависимость максимального напряжения от числа циклов до разрушения). Эти условия точно совпадают с теми, которые сильно увеличивают гистерезисный разогрев приложение нагрузки ко всему образцу, а не к ограниченной области вблизи вершины трещины при достаточно большой частоте. В самом деле, даже в сухом найлоне-6,6 наблюдается значительный подъем температуры при 8—К-ис-пытаниях вследствие относительно высокого значения тангенса угла механических потерь (затухание). Если, как и ожидается, механический гистерезис увеличивается с повышением содержания воды, то образцы по мере увеличения содержания воды будут обнаруживать все более высокие деформации и все большее количество повреждений. Другими словами, значительный гистерезисный разогрев, приводящий к понижению модуля всего образца, несомненно, превалирует над усталостными эффектами и все более и более ослабляет материал по мере увеличения содержания воды от 0% и выше. [c.504]

Луковичное строение сферических частиц карбонильного железа препятствует перемещению границ доменов при воздействии на частицу магнитного поля, что обусловливает весьма малые магнитные потери порошка на гистерезис. Вихревые токи не могут распространяться нормально к концентрическим слоям частицы, поэтому эффективный размер частиц порошка существенно меньше их замеренного геометрического размера. Разрушение луковичного строения увеличивает эффективный размер частиц и расширяет границы движения доменов, что приводит к резкому увеличению потерь на гистерезис и вихревые токи [254, 307]. [c.142]

Естественно, что разрушение луковичной структуры в результате термообработки приводит к увеличению потерь на гистерезис, которые с удлинением срока термообработки неуклонно возрастают. Снижается также добротность порошков, что, однако, вполне допустимо, если порошки применяются для указанной выше цели. [c.165]

Обычно при снятии кривой течения тиксотропной жидкости на ротоционных вискозиметрах напряжение сдвига измеряется при медленном увеличении скорости сдвига. По достижении некоторого равновесного состояния скорость сдвига уменьшают так, чтобы при снятии ниспадающей части кривой (равновесной кривой) восстановление структуры по возможности исключалось, в результате получают так называемую петлю гистерезиса (рис. 12). Нижняя петля гистерезиса практически совпала с прямой и соответствует циклу полного разрушения структуры для заданной скорости сдвига. Верхняя петля гистерезиса соответствует [c.40]

Тиксотропию суппозиторных основ и масс устанавливают методом непрерывного, все возрастающего разрушения структуры, как функции напряжения сдвига. Определение проводят путем увеличения числа оборотов внутреннего цилиндра прибора с 0,05 до 25,128 рад/с, достигая постоянного напряжения сдвига при максимальном числе оборотов и последующего уменьшения скорости вращения цилиндра. При переходе от малых нафузок к большим и от больших к малым получают восходящие и нисходящие кривые течения (петли гистерезиса). Наличие петель гистерезиса указывает, что дисперсные системы обладают тиксот- [c.428]

Нагрев за счет механического гистерезиса применяют в экспериментах с низкочастотным циклическим нагружением образцов. Этот процесс является относительно слабоэнергетическим и пригоден в исследованиях по анализу разрушения материалов. Попытки использовать такой способ на практике не получили распространения в силу низкого отношения сигнал/шум. В то же время в последние годы интенсивно разрабатывают процедуру ТК с использованием ультразвукового возбуждения тепловых полей (см. п. 5.9.2), основным преимуществом которой является селективный нагрев специфических дефектов при практически ненагреваемом объекте испытаний. [c.209]

В выражении (1.3) Да - размах напряжений цикла, представляющий алгебраическую разность истинных напряжений, полученных в пиковых точках деформации растяжения и деформации сжатия. Закон Коффина-Мэнсона связывает число циклов N до разрушения с размахом пластической деформации Лср (шириной петли пластического гистерезиса). Обработка экспериментальных данных позволяет описать эту закономерность следующим эмпирическим соотношением [c.399]

Рис. 150. Гистерезис вязкости Дополнительная вязкость, возникшая вследствие добавочного сопротивления сетчатых структур течению жидкости и других причин, называется структурной вязкостью (тПс р). Вязкость концентрированных растворов полимеров как бы складывается из нормальной вязкости т)н, связанной с ламинарным течением и подчиняющейся законам Ньютона и Пуазейля, и структурной вязкости, т. е. Т1 =Т1 +Т1стр Наличием этого второго слагаемого прежде всего обусловлено значительное увеличение вязкости при снижении температуры или возрастании концентрации, так как структура, полностью пли частично разрушенная при нагревании или разбавлении вследствие повышения подвижности макромолекул, снова начинает возникать при охлаждении или росте концентрации.

Размягчение, вызванное предшествующей деформацией, также тесно связано с рассеянием энергии или гистерезисом. Гистерезис в наполненных вулканизатах может быть вызван рядом причин, из которых, согласно Маллинзу [270], наиболее важны следующие 1) разрушение вторичных образований частиц наполнителя 2) перестройка молекулярной сетки без разрушения ее структуры 3) разрушение структуры сетки разрыв связей наполнитель — каучук или поперечных связей молекулярной сетки. Все эти процессы могут происходить одновременно. Однако разрушение структуры сетки, обусловленное разрывом связей между каучуком или наполнителем или разрушением поперечных связей, незначительно влияет на рассеяние энергии при малых и умеренных деформациях. В основе сеточных теорий усиления, рассмотренных Бики [536], лежит положение о том, что между цепями каучука и частицами усиливающего наполнителя существуют прочные связи и что неподвижные узлы сетки, образованные такими связями, оказывают влияние на механические свойства резины. Степень этого влияния зависит главным образом от числа связей и их прочности, а также от подвижности частиц наполнителя в среде каучука. Для [c.267]

Рассматривая проблему усиливающего действия наполнителей в резинах в целом, Маллинз [270] отмечает, что усиление является результатом следующих наиболее важных изменений в резине повышении жесткости, размягчения вследствие предварительной деформации, увеличения прочности. Повышение прочности достигается в результате увеличения механического гистерезиса и притупления вершин разрастающихся трещин, а также повышения энергии, рассеиваемой в объеме резины, по линии разрыва. Механический гистерезис резин увеличивается также вследствие разрушения агломератов частиц наполнителя, необратимого перемещения частиц наполнителя и нх агломератов, изменяющего конфигурацию полимерной сетки. Развитие этих процессов в большой степени зависит от скорости деформации и температуры. О влиянии на способность усиливать резину таких факторов, как размер, форма и химическая природа частиц наполнителя, степень их диспер-гирования, склонность к агломерации и образованию структур в каучуковой среде, природа поверхности наполнителя, можно судить по их воздействию на жесткость, гистерезис и размягчение резин после предварительной деформации. [c.272]

Исследования механики разрушения проводились на образцах эластомеров и резин с искусственным надрезом. Испытание образцов с надрезом получило название раздир и широко применялось в работах Ривлина и Томаса [7.86, 7.87] и других исследователей [7.88—7.94]. В процессе испытаний па раздир определяется энергия разрушения, которая зависит от скорости, движения зажимов. Энергия раздира включает свободную энергию образования новых поверхностей и механические потери, превышающие свободную поверхностную энергию на много порядков. Эластомер считается тем прочней, чем больше затрачиваемая работа внешних сил на раздир. Таким образом, в этих работах установлена связь между гистерезисом и прочностью эластомеров, а, следовательно, показано, что релаксационные явления (механические потери) определяют прочностные свойства этих материалов. [c.220]

Деформация конденсированных полимерных систем, находящихся в вязкотекучем состоянии, может сопровождаться изменением состояния их надмолекулярных структур. Это явление наблюдается при переходе через предел сдвиговой прочности. Ему должна сопутствовать тиксотропия свойств вещества. Однако для конденсированных полимерных систем неизвестно, в каких масгптабах времени могут фиксироваться протекающие в них тиксо-тропные изменения. Переход через предел сдвиговой прочности, сопровождаемый разрушением структуры вещества, ранее был наиболее широко изучен на примере двухфазных конденсированных систем [1, 2]. Однако по отношению к конденсированным полимерным системам в вязкотекучем состоянии явление тиксотропии и гистерезис механических свойств не наблюдали даже в тех случаях, когда замечались интенсивные необратимые изменения [3]. Лишь Кепе [4] указывал на возможность существования у полимеров тиксотропии. [c.323]

Зависимость амплитуды деформации от числа циклов до разрушения или образования макротрещин), определяющая малоцикловую усталость хромоникелевой стали 28д — амплитуда полной деформации Ёпд — амплитуда необратимой деформации за цикл (ширина петли гистерезиса) 2Еаупр — амплитуда упругой деформации. [c.760]

Лавенвуд и Гульбранзен [532] определили число циклов, необходимых для 207о-ного прогиба при скорости 3 Гц (которая была достаточно низкой для сведения к минимуму тепловыделения за счет гистерезиса) композиций из эпоксидной смолы и коротких борных волокон. Значительное возрастание усталостной прочности наблюдается при отношении длины волокна к диаметру, равном 200. При Idd > 200 усталостная прочность возрастает мало, что следует считать удачным обстоятельством, поскольку существуют трудности в изготовлении композиций, содержащих более длинные волокна. Потеря прочности при утомлении происходит в результате разрущения межфазной границы и хрупкого разрушения матрицы под углом в 45° к оси волокна. [c.366]

Важнейшим требованием к протекторным резинам для грузовых шин является низкий гистерезис, так как последний в большой степени определяет работоспособность шин. Повышенное теплообразование в протекторе является причиной выхода шин из строя вследствие отслоения протектора, расслоения каркаса, теплового разрушения каркаса и других дефектов. Доля гистерезисных потерь в протекторе в общих потерях на качение шины велика, она доходит до 60% [289]. Унругогистерезисные свойства протектора оказывают определяющее влияние на топливно-экономические характеристики шин. [c.112]

Смотреть страницы где упоминается термин Гистерезис при разрушении: [c.106] [c.12] [c.45] [c.246] [c.427] [c.427] [c.75] [c.70] [c.744] [c.759] [c.629] [c.166] [c.318] [c.447] [c.448] [c.150] [c.185] [c.17] [c.315] [c.444] [c.164] [c.175] [c.385]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология