Модуль упругости и теоретическая прочность

Свойства СУ. Теоретический предел прочности при растяжении равен 1/10 значения модуля Юнга, т. е. примерно 310 Н/м [8-38]. Зависимость предела прочности при изгибе <т и модуля упругости Е от температуры получения СУ показаны на рис. 8-19. Изменения этих показателей находятся в соответствии с микротвердостью Яд СУ (рис. 8-19, а). [c.498]

Механические свойства. Основными характеристиками стеклянных волокон являются прочность и модуль упругости. Высокая прочность стеклянных волокон заложена в самой природе стекла теоретически рассчитанное разрушающее напряжение при растяжении стекла составляет 1000—1400 кгс/мм в случае многокомпонентных составов и 2500 гс/мм для плавленого кварца [12, 14, с. 14]. [c.122]

Таким образом, размер наибольшего дефекта, модуль упругости (Е) материала и параметр, связанный с работой разрушения поверхности ( с), по-видимому, определяют прочность, т. е. макроскопическую величину о одноосного напряжения, при которой наступает необратимое распространение трещины. Выражение (3.13) служит математической формой ранее использованного понятия о том, что размер дефекта (или его напряженность) определяет прочность образца. Это также объясняет, почему реально получаемая макроскопическая прочность много меньше теоретической прочности образцов, не содержащих дефектов. [c.72]

Таким образом, фактически имела место экструзия в высокоэластическом состоянии. Получающиеся при этом волокна были прозрачны, обладали очень высокой прочностью и имели модуль упругости, равный 7-10 МПа. Столь высокое значение модуля упругости, достигающее почти одной трети теоретически возможного значения, соответствующего полностью вытянутым связям —С—С—, объясняется высокой степенью ориентации и параллельной упаковки молекулярных цепей, а также присутствием длинных кристаллитов, ориентированных в направлении волокна [35]. Прозрачность волокна объясняется, по-видимому, полным отсутствием сферолитов. [c.62]

Величины, сходные по размерности (Н/м2=Дж/м ) и близкие п порядку величин к значению Ж, определяют и другие свойства конденсированных фаз (жидких и твердых), также связанные с работой против сил сцепления (когезии). Таков модуль упругости Е, равный силе, приходящейся на единицу площади при упругой деформации тела (при условном 100%-ном удлинении). Далее, это — так называемая теоретическая прочность идеального кристалла Рид — сила, которая должна быть приложена к единице сечения тела, чтобы произошел одновременный разрыв всех связей в этом сечении. Поскольку и правило Стефана может быть записано в виде <3 /1/т о/6, в этом ряду величин оказывается и упомянутая выше энергия сублимации. З субл- Таким образом, устанавливается примерное равенство по порядку величин [c.24]

Бездислокационные Н.к. существенно отличаются по своим мех. и физ. св-вам от обычных монокристаллов и поликристаллич. материалов. Так, макс. прочность Н.к. обычно составляет не менее 20-30% от теоретической, модуль упругости достигает теоретич. значений для монокристаллов с идеальной структурой. Кроме обычной статич. прочности Н.к. (особенно очень тонкие) отличаются большой усталостной прочностью, способностью выдерживать упругие деформации до 3% и сохранять свою прочность при т-рах, близких к т-рам плавления. [c.254]

Для капронового волокна теоретическая прочность оказалась меньше технической. Этот физически неоправданный результат свидетельствует о том, что формулами для расчета теоретической прочности твердых тел следует пользоваться с осторожностью, если речь идет о полимерах. Причина этого, по-видимому, заключается в том, что модуль упругости твердых полимеров в основном определяется межмолекулярным взаимодействием (модуль же упругого растяжения отдельной полимерной цепи на один-два порядка больше), а прочность—химическими связями. [c.15]

Оказалось, что четкая корреляция между Ор и Е наблюдается для образцов лавсановой пленки с различной кратностью вытяжки, но полученных при одной и той же температуре. В образцах, полученных при других температурах, изменяются параметры к я Ь формулы (8.30), однако характер зависимости сохраняется. Известно, что различные теории прочности приводят к соотношению (8.9). Экспериментальные данные [33] показывают, что такого рода зависимость [типа (8.30) прц Ь = 0] наблюдается не для всех полимеров. Однако и в тех случаях, когда ар , коэффициент пропорциональности к получается не равным 0,1, как предсказывает теория, а примерно в 5 раз меньше. Тот факт, что коэффициент к, найденный экспериментально, в несколько раз меньше теоретического значения 0,1, возможно объясняется тем, что в формулу (8.9) подставляется динамический модуль упругости, который обычно превышает статический модуль. С другой стороны, [c.306]

Связь между теоретической прочностью и модулем упругости [c.14]

ТАБЛИЦА 1.1. Теоретическая прочность и модуль упругости при растяжении Б некоторых предельно ориентированных полимеров и алмаза [c.16]

При обсуждении механических свойств карбидов мы рассмотрим отдельно упругую и пластическую деформацию, разрушение, механизмы упрочнения и твердость. Упругие свойства твердых тел определяются прежде всего прочностью атомных связей. Если известен тип атомных связей в данном твердом теле, можно предсказать некоторые его характеристики, например модуль упругости, и, наоборот, информация об упругих свойствах помогает лучше понять природу межатомных взаимодействий в твердом теле. Модуль упругости можно также использовать для расчетов величины теоретической прочности материалов (при условии отсутствия несовершенств и дефектов). Чем больше модуль, тем выше теоретическая прочность. Однако часто фактическая прочность твердого тела ограничена из-за движения дислокаций (пластической деформации) или разрушения. Разрушение обычно вызывается небольшими внутренними или поверхностными трещинами или связано с малой подвижностью дислокаций, недостаточной для того, чтобы затормозить распространение трещин. Таким образом, материал может иметь очень высокий модуль упругости, но сравнительно низкую прочность, поскольку пластическая деформация воз.чикает при напряжениях, в тысячу раз меньших, чем теоретический [c.139]

По какому бы закону ни действовали силы сцепления, во всяком случае, теоретически надо ожидать, что предел прочности отвечает максимуму на кривой напряжение—деформация, т. е. точке, где модуль упругости становится [c.197]

Облученный полимер не превращается в вязкую жидкость, оп обладает теперь эластичными резиноподобными свойствами. При этих более высоких температурах прочность па разрыв и модуль упругости увеличиваются с повышением плотности поперечных сшивок, т. е. с уровнем дозы радиации. Модуль упругости Е облученного полиэтилена следует теоретической зависимости для резиноподобной эластичности [c.234]

Упругая деформация характеризуется большими значениями модуля упругости (порядка Б-Ю — 5-10 кг/сл ) и, следовательно, малыми деформациями. Модуль упругости находится в определенной зависимости от величины меж-молек-улярных сил притяжения, т. е. от теоретической прочности твердого тела (стр. 120), а именно, = 0,1 , где —напряжение, соответствующее [c.73]

Для более грубого представления о величине теоретической прочности можно исходить нз величины модуля упругости при возможно низких температурах. [c.120]

Для многих однородных веществ с изотропной структурой теоретические и экспериментальные значения модуля упругости практически совпадают, однако значения теоретической прочности в десятки и сотни раз (иногда в тысячи раз) превосходят значения технической (экспериментальной) прочности. [c.121]

В табл. 9 приведены теоретические и экспериментальные значения модулей упругости и механической прочности некоторых веществ. [c.121]

Для ориентированных полимеров при их растяжении вдоль направления ориентации характерны существенно более высокие значения прочности и модуля упругости, а также более низкая деформируемость по сравнению с изотропными материалами. Это легко объясняется преимущественной ориентацией макромолекул в этом направлении и уменьшением их конформационного набора. Однако все механические характеристики таких полимеров все же остаются существенно ниже теоретически рассчитанных для пол- [c.94]

Поскольку прочность волокнитов в значительной степени определяется соотношением длины и диаметра волокон, необходимая для эффективного упрочнения пластика длина борных волокон в сотни раз превышает длину тонких волокон стекла или углерода, что при наличии масштабной зависимости прочности борных волокон от длины обусловливает меньшую прочность материала на их основе [15]. На рис. 1.5 представлена зависимость средних значений разрушающего напряжения и модуля упругости при растяжении композиций, упрочненных волокнами различной длины, и бороволокнитов с непрерывными волокнами. Сплошными линиями показаны теоретические кривые, построенные по зависимости, пред- [c.249]

Длинноцепочечные молекулы, например, линейного ПЭ [1, 2], содержащие в цепи очень малого поперечного сечения многие тысячи прочных ковалентных связей, должны обеспечивать сверхвысокие значения модулей упругости материала. Согласно квантово-механическим расчетам [3], теоретическое значение предела прочности таких цепей должно достигать 19 ГПа и удлинения при разрыве 33 %. [c.90]

В табл. IX. 1 представлены некоторые свойства различных углеродных волокон. Для сравнения в табл. IX. 1 внесены свойства нитевидного кристалла графита. Свойства волокон, полученных из мезофазных пеков, подвергнутых высокотемпературной обработке, близки свойствам именно кристаллического графита. Прочность на разрыв в табл. IX. 1 не представлена, поскольку она сильно зависит от диаметра волокон и таких структурных деталей, как, например, число и тип дефектов. В принципе, теоретически можно достичь прочности, составляющие - 10 % модуля упругости, т. е. ГПа. Однако такие значения практически недостижимы и настоящий уровень прочности колеблется в интервале 1—4 ГПа. [c.189]

Проблема получения волокна с высокими прочностью и жесткостью уходит своими корнями в исследование и технологию макромолекулярных систем. Она есть следствие того обстоятельства, что теоретическое значение модуля упругости длинноцепочечных молекул определяется деформируемостью ковалентных связей в направлении полностью развернутой цепи, в котором оно должно быть очень высоким. Отсюда следует, что макроскопический образец, содержащий цепи в развернутой форме, должен также обладать высоким значением модуля упругости. [c.241]

Для грубой оценки влияния неоднородностей на надмолекулярном и микро-уровнях на прочность материалов используется [5, с. 227] соотношение сГт/ —0,1 (От — теоретическая прочность, оцениваемая для сплошной фазы материала, Е — модуль упругости). Степень [c.15]

В дифференциальной форме зависимость теоретической прочности от модуля упругости Е принимает вид [c.96]

Таблица 11- Теоретические и экспериментальные значения. модуля упругости и прочности некоторых полимеров линейного т пространственного строения и основные ТИЛЫ связей, образующих их структуру

Так, если исходить из модели Петерлина — Проворсека, то очевидно, что при растяжении ориентированного полимера вся нагрузка в основном приходится на аморфные прослойки. Поэтому разрушение материала должно происходить главным образом путем разрыва проходных цепей. Соответственно и механические характеристики полимеров, строение которых описывается моделью Петерлина — Проворсека, должны быть существенно ниже теоретически рассчитанных для структуры из полностью ориентированных цепей. Малое число межфибриллярных связей объясняет относительно низкую прочность сильно ориентированных полимеров, в частности волокон в направлении, перпендикулярном ориентации. Схема Петерлина — Проворсека хорошо соответствует поведению ориентированных гибкоцепных кристаллических полимеров. Наличие складок макромолекул в кристаллитах обусловливает трудность достижения максимальных теоретически рассчитанных значений прочности и модуля упругости материала. [c.181]

Углерод в аллотропной модификации графита выделяется среди других элементов и химических соединений наибольшим значением теоретической прочности. Упругие свойства гексагонального кристалла графита описываются пятью независимыми Ьараметрами. Такими параметрами являются, например, следующие модули упругости Сц, С12, Схз, С33, [c.56]

Оцененная таким образом для предельно ориентированного полимера теоретическая прочность при сдвиге вдоль оси ориентации %т (тип 111 на рис. 1.1) значительно меньше От при растяжении, так как в первом случае преодолеваются силы межмолекулярного взаимодействия, а во втором рвутся химические связи. При сдвиге перпендикулярно направлению ориентации (тип IV на рис. 1.1), наоборот, Хт значительно больше, чем при поперечном растял<еиии (тип II на рис. 1.1), так как при поперечном сдвиге рвутся химические связи, а при растяжении преодолеваются силы межмолекулярного взаимодействия. Так же ведут себя и модули упругости G ч Е. [c.19]

Согласно концепции Шишкина, и прочность не должна зависеть от степени ориентации. Но известно [3.25], что хрупкая прочность сильно зависит от ориентации, и это понятно чем больше ориентация, тем большая часть рвущихся целей находится в направлении оси волокна. Поэтому в высокопрочном состоянии при переходе от неориентированного к предельно ориентированному состоянию хрупкая прочность должна возрастать в три раза. Далее, очевидно, что у ориентированного полимера с молекулярной массой М—>100 разрушение может происходить только при разрыве цепей. Практически эта ситуация реализуется для промышленных полимеров (М>10 ). Макромолекулы достаточно длинны, чтобы не наблюдалось их скольжение без разрыва цепей. Далее, если прочность полимеров определяется силами межмолекулярного взаимодействия, то расчет теоретической прочности должен производиться по формуле Орована Е, где Е — модуль Юнга (см. гл. 1). Модуль упругости твердых полимеров определяется межмолекулярными взаимодействиями. Для капроновых волокон = 2,5 ГПа и поэтому сгт = 0,25 ГПа, что намного ниже реальных значений ар. Поэтому правильный расчет а должен основываться на гипотезе разрыва химических связей. [c.51]

Волокна из иолигексаметиленсебацинамида и.меют темн-ру плавления 214 "С, в нормальных условиях сорбируют 2,6% влаги. Они обладают большей, чем волокна из иолигексаметиленадишшамида, эластичностью, приближаясь ио этому показателю к шерсти. Волокна из полностью ароматич. полиамидов (напр., из продукта иоликонденсации производных п-амино-бензойной к-ты или п-фенилендиамина с терефталевой к-той) благодаря высокой степени ориентации жестких симметричных цепей и регулярной сетке межмолекулярных водородных связей обладают исключительно высокой прочностью и высокими значениями модуля упругости (приближающимися к максимальным теоретически возможным значениям — табл. 2). [c.363]

Френкель (1926) развил наиболее общий подход к проблеме провдос-ти и пластичности идеальных кристаллов и получил значение критического напряжения сдвига порядка ц12тт (ц — модуль упругости на сдвиг) [8]. Это значение прочности, так же как значения прочности, полученные во многих других теоретических работах, включая машинное моделирование, значительно превышает реальную прочность кристаллов [9]. [c.15]

Вещество Модуль упругости, WlMM Механическая прочность, кг/мм Отношение теоретической [c.122]

В этот класс, очевидно, попадают и высокоориентиробанные кристалличе- ские полимеры ( молекулярные композиции ) [545, /45, 353. 446]. Эти материалы лредставляют значительный интерес, так как они могут обладать высокими прочностями и модулями упругости, часто достигающими теоретических пределов. [c.360]

С увеличением содержания волокон возрастают плотность пластика, его прочность вдоль волокон, модуль упругости вдоль и поперек волокон, модуль сдвига и др. (рис. IV.13, .14, IV.22), подчиняясь (с- достаточной для инженерной практики точностью) закону аддитивности [62]. При этом показатели механических свойств пластика возрастают с увеличением степени наполнения до определенного предела, обусловленного плотностью упаковки волокон в композиции с сохранением монолитности связующего. Теоретически рассчитано, что наибольшая степень наполнения составляет при тетрагональной укладке волокон 78,5 объемн.%, а при гексагональной — 90,7 объемн. % [63, с. 305]. В реальных пластиках наибольшая степень наполнения значительно меньше и зависит от формы наполнителя и технологии изготовления пластика. В табл. IV.9 и на рис. .14 приведены данные о прочности при растяжении однонаправленных эпоксидных стекловолокнитов в зависимости от степени наполнения. Образцы изготовлены методом жидкофазной ( мокрой ) намотки на плоскую форму. Заготовку разрезали по концам оправки, слои собирали в пакет и прессовали в плиту при давлении 2 кгс/см . [c.143]

Анализ теоретических п эксиеримеитальиых работ, по абразивному износу показывает, что наиболее перспективными материалами для применения в условиях центробежного распыления являются материалы с высокой твердостью и большим модулем упругости. К таким материалам относятся карбиды, твердые сплавы, керамика. Эти материалы под воздействием абразива деформируются упруго, что в эксплуатации должно дать наибольшее число циклов до разрушения. Среди полимерных материалов ряд преимуществ имеют специальные резины, отличающиеся высокой эластичностью и прочностью на разрыв, [c.168]

Содержание наполнителя также является важнейшим фактором, влияющим на прочность и модуль упругости композита. Исходя из того, что основную нагрузку несет арматура, а ее упругопрочностные характеристики почти на полтора порядка выше, чем у матрицы, можно было бы пр едположить, что увеличение содержания наполнителя вплоть до теоретического предела (90%- объемных) будет цриводить к росту прочности и жесткости стеклопластика. Однако это не всегда наблюдается на практике. Сущест- [c.124]

В ряде работ [20—22] отмечалось, что максимально достижимое содержание волокон для однонаправленного стеклопластика составляет 75% (об.). Между тем на примере стеклопластика однонаправленной структуры с диаметром волокна 9— 11 мкм было показано [23], что с увеличением содержания волокна упругопрочностные характеристики композита при растяжении непрерывно растут и какого-либо максимума, после которого прочность начала бы падать, не наблюдается (рис. 3.9). При этом было достигнуто содержание наполнителя, близкое к теоретическому пределу. В исследованном диапазоне прочность и модуль упругости стеклопластика при растяжении подчинялись закону смеси [c.125]

Теоретической прочности твердых тел и полимеров в стеклообразном состоянии посвящены работы [61, 143, 174, 194] П. П. Ко-беко указывает, что если теоретическую прочность стекла рассчитывать, основываясь на химических и электрических силах взаимодействия частиц аморфного тела, то она составляет приближенно 0,1% модуля упругости при растяжении, определяемого экспериментально. Соотношение = 0,1 применимо для связей различных типов. Прочность кварцевого стекла 1200 кПмм , натриевого стекла бесщелочного состава 700—800 кПмм , стекла щелочного состава 400—600 кПмм . [c.129]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология