Материал поведение под нагрузкой

Для оценки поведения сыпучего материала под действием внешней нагрузки используют несколько характеристик угол естественного откоса а, начальное сопротивление сдвигу То, угол внутреннего трения ср, коэффициент внутреннего трения /, коэффициент внешнего трения коэффициент размалываемости Кр, коэффициент бокового давления I, коэффициент текучести К,- [c.152]

Поведение материала под нагрузкой [c.44]

Реология — наука о деформационных свойствах материалов. Она тесно связана с другой областью естествознания — механикой сплошной среды (МСС) и заимствует из нее некоторые основные понятия. МСС устанавливает на основе универсальных принципов механики, термодинамики, геометрии наиболее общие и поэтому справедливые для любых материалов законы их поведения под влиянием деформирующих усилий. Материалы как реологические объекты характеризуются упругостью, вязкостью, прочностью и другими реологическими константами. Наличие у материала тех или иных свойств в МСС постулируется и, исходя из этих свойств, предсказывается его поведение под нагрузкой. В отличие от этого реология является наукой материаловедческой. Ее задача — установить, чем на самом деле окажется материал, изготовленный по определенной рецептуре и технологии упругим твердым веществом, текучей жидкостью, эластичным (каучукоподобным) телом, пластичным составом или чем-то иным и как рецептура и технология влияют на реологическое состояние и величины констант. Принято считать, что основной путь решения этой задачи — эмпирический, т. е. необходимо опытным путем устанавливать, как поведет себя материал под нагрузкой. Этот путь познания законов реологии ведет к классификации изучаемых объектов и явлений, в данном случае — реологических. Уже повседневный опыт обращения с различными материалами позволяет разделить их на твердые, жидкие и газообразные. [c.669]

Первые обладают определенной формой и объемом, вторые — только объемом, третьи не имеют ни того, ни другого в отсутствие внешних сил. Твердое тело при действии ограниченной по величине силы деформируется упруго, т. е. при снятии напряжения деформация исчезает, величина деформации пропорциональна деформирующему усилию. Коэффициент пропорциональности (податливость) или обратная ему величина (упругость) и является реологической характеристикой твердого материала. Типичная жидкость при действии любого по величине усилия деформируется неограниченно до тех пор, пока действует это усилие, т. е. течет. В таком случае величина деформации не определяется одной только силой, а зависит также и от времени ее действия. Поведение материала под нагрузкой в этом случае характеризуется деформацией за единицу вре- [c.669]

Основным недостатком весового метода является отсутствие при исследовании воздействия на материал внешней нагрузки, а следовательно, и изучения поведения материала при совместном воздействии на него нагрузки, температуры и агрессивной среды. [c.232]

Кривые сжатия резиновых цилиндров дают наглядное представление о поведении этого материала под нагрузкой, т. е. об изменении его упругих характеристик, а кривые, полученные при разгружении образца, позволяют судить о степени обратимости его деформации, т. е. о потерях на гистерезис. Было бы, однако, весьма интересно вместо пользования эмпирически полученными кривыми характеризовать различные виды резин некоторыми [c.188]

Испытания на длительную прочность трубчатых образцов из пластмасс в агрессивных средах при повышенных температурах под давлением большей частью проводят на установках, аналогичных показанной на рис. 41-Х1. Давление, в образцах создается сжатым воздухом, а среда нагревается водяной баней, т. е. жидкая среда воздействует на образец с двух сторон, что не может не отразиться на свойствах и поведении материала под нагрузкой. [c.252]

Структурно-механическая прочность и агрегативная устойчивость нефтяных дисперсных систем. Одной из основных проблем коллоидной химии нефтей и их фракций является исследование, пространственных структур различного рода в нефтяных дисперсных системах и регулирование разнообразными приемами их механических свойств деформационных и прочностных. Необходимость решения данной проблемы способствовала становлению самостоятельной области коллоидной химии — физико-химической механики нефтяных дисперсных систем. Обобщение значительного эмпирического материала позволило в работе [112] предложить с точки зрения макрореологии (диаграмму изменения структурномеханической прочности с ростом температуры в многокомпонентных нефтяных дисперсных системах (рис. 5). Участок ВГ, имеющий различную ширину в зависимости от строения исследуемой нефтяной системы и вырождающийся в точку для битумов, характеризует ньютоновское поведение в полностью разрушенной структуре, вязкость которой не зависит от скорости сдвига. Точка В отвечает пределу текучести системы. С понижением температуры нефтяная система становится тгересыщенной по отношению к твердым углеводородам, выделение которых из однородного с реологической точки зрения расплава приводит к структурированию системы. На участке БВ взаимодействие формирующихся структурных элементов обуславливает вязкопластическое течение обратимо разрушаемой структуры и наличие предельного напряжения сдвига в точке Б. По мере снижения температуры на этом участке скорость формирования коагуляционных контактов мел ду надмоле- кулярными структурами превышает скорость их разрушения под действием механической нагрузки. В точке Б нефтяная система те- [c.38]

Закономерности реологии, устанавливающей соответствие между деформационным поведением конкретного материала и его структурой, используются для количественного описания поведения различных материалов, в том числе полимеров, при реальных условиях приложения нагрузки. [c.378]

В гл. 2 (разд. 2.2) описано поведение неориентированного термопласта при одноосном деформировании. Было отмечено, что в зависимости от условий эксперимента и параметров материала ослабление последнего может проявляться на любой стадии процесса растяжения образца под нагрузкой [c.227]

Если G=0, то при т О деформация может иметь любое значение. В частности, она может увеличиваться во времени. Это значит, что материал течет. Такое поведение присуще жидкостям. Величина у уже не отражает состояние материала. В этом случае его поведение под нагрузкой характеризуется не деформацией, [c.152]

Отмечаемое несоответствие между поведением параметров д и /У не присуще обычным углеродным материалам, для которых характер изменения указанных величин при термообработке идентичен. Следует отметить, что определение микротвердости стеклоуглерода затруднено из-за нечеткости контуров получаемых отпечатков алмазной пирамиды при использовании средних по величине нагрузок (0,5 Н). При малых нагрузках отпечатки проявляются только с помощью индикаторной пленки, причем, величина отмечаемой микротвердости оказывается завышенной. Изучение лунок отпечатков под микроскопом показывает сглаживание их рельефа, заплывание контура отпечатка вплоть до его полного исчезновения. Измерение микротвердости поверхности образцов стеклоуглерода, после обработки при 1000°С показало некоторое снижение (на 10-12 %) величины при переходе от первородной поверхности вглубь образца материала. При этом заплывание лунок наблюдается на всех сечениях образца. После электрохимического травления поверхности образцов стеклоуглерода и снятия поверхностной пленки ее восстановления не наблюдается, и повторное травление не приводит к явлению отслоения пленки. [c.212]

Рассмотренные теории оставляют без внимания вопрос о межмо лекулярном взаимодействии, которое в конденсированной системе макромолекул, какой является высокоэластический полимер, очень велико. Под влиянием межмолекулярных сил может произойти агрегация цепных молекул, вызывающая возникновение более крупных структурных образований — пачек, в которых поведение макромолекул будет иным, чем в изолированном состоянии. Далее, высота потенциальных барьеров изменяется во время самого процесса деформации, так как она зависит не только от взаимного отталкивания или притяжения групп, находящихся в одной н той же макромолекуле, но и от межмолекулярного взаимодействия, меняющегося во время перегруппировки цепей или их частей под влиянием приложенной механической нагрузки. Без учета межмолекулярного взаимодействия невозможно понять, каким образом осуществляется переход от высокоэластического состояния к стеклообразному или вязкотекучему и почему требуется конечный промежуток времени для превращения одних конформаций в другие. Полиэтилен, у которого межмолекулярное взаимодействие достаточно сильное вследствие кристаллизации, представляет собой сравнительно жесткий материал, в то время как сополимер этилена с пропиленом, где это взаимодействие проявляется значительно слабее, типичный эластомер. [c.380]

Проведенные рядом авторов исследования прочностных и деформационных свойств конструкционных графитов не дали пока достаточно полной информации, обеспечивающей расчет на прочность конструкций, в которых реализуется неоднородное напряженное состояние. Об этом свидетельствует, в частности, тот факт, что по имеющимся характеристикам графита при растяжении и сжатии не удается прогнозировать разрушение при простом изгибе. Разрушающая нагрузка при изгибе балки оказывается в 1,5 — 3 раза (в зависимости от марки графита) выше той, которая по расчету должна быть у балки нз практически хрупкого (при растяжении) материала. В связи с этим, в настоящее время для конструкционных графитов наряду с испытаниями на растяжение и сжатие нормами прочности электродных и реакторных графитов узаконены испытания на изгиб, которые не проводятся для металлов. Эти испытания ограничены определением лишь прочностных характеристик (пределов прочности). Графит считается линейным и изотропным (при растяжении и сжатии) материалом. Однако, исследования, проведенные в последние годы показали, что диаграммы деформирования конструкционных графитов нелинейны и различны при растяжении и сжатии. Нелинейность кривых деформирования имеет большое значение при расчетах поведения конструкций в условиях неоднородного напряженного состояния (например, при изгибе) и при кинематическом нагружении (например, при тепловом воздействии). [c.72]

Кроме того, у таких анодных заземлителей слой РЬОз, обеспечивающий выход (растекание) тока, может отделиться и при отсутствии тока. При повторном анодном нагружении такой слой должен будет образовываться заново, что повлечет за собой соответствующий расход материала анодного заземлителя. Таким образом, анодные заземлители должны работать по возможности постоянно с основной нагрузкой. Подробные сведения о составе и поведении в эксплуатации анодных заземлителей из свинцовых сплавов имеются в работе [13]. [c.203]

До сих пор рассматривалось поведение полимера ири относительно медленных изменениях величины напряжения или деформации. На практике детали из пластмасс нередко испытывают резко возрастающие нагрузки (например, ударные), поэтому необходимо знать поведение полимеров и в этих условиях. Результаты определения ударной прочности полипропилена в значительной мере зависят как от целого ряда структурных параметров, так и от геометрических размеров испытываемых образцов и метода их нагружения. Обычно образец подвергают изгибу или растяжению, а мерой прочности материала является количество работы, затраченной на разрушение образца. [c.106]

При деформировании эластомеров большую роль играют нестационарные эффекты, развивающиеся в период, когда напряжение сдвига еще не достигло или уже превысило устойчивое значение. Для линейного вязкоупругого поведения материала напряжение при постоянной скорости сдвига. во времени (с момента приложения нагрузки) должно увеличиваться монотонно, асимптотически приближаясь к постоянному значению (рис. 1.11). При этом вначале (в области возрастающей ветви кривой) материал ведет себя подобно упругому телу, и тангенс угла наклона касательной к кривой в начале координат приближенно может характеризовать мгновенный (динамический) модуль упругости [6]. Асимптота, к [c.29]

Поведение материала под нагрузкой в таком случае характеризуют де< юрмацией за единицу времени, т. е, скоростью деформации. Эта величина в жидкости пропорциональна усилию. Коэг[к )ициент пропорциональности — текучесть или обратная ему величина — вязкость и является реологической константой, характеризующей жидкость, а также газ. [c.179]

Расплав по многим причинам обладает значительной гетерогенностью химического состава и свойств из-за несовершенства строения, имеет повышенную свободную энергию, и, следовательно, является неустойчивым или метастабиль-ным. Это приводит к образованию иерархической структуры, связанной с наличием критических состояний. При их достижении формирующаяся система спонтанно фиксирует одну из возможных с энергетической точки зрения структур и так происходит до тех пор, пока энергия, внесенная в систему при формировании расплава, не расходуется на организацию этой иерархической структуры. Каждая иерархическая ступень будет характеризоваться определенным набором структур адаптации, в числе которых, на субзеренном уровне, должны быть и фуллерены. Адаптивность структуры к внешнему воздействию, контролирующей механическое поведение материала под нагрузкой, определяет надежность и работоспособность стали в конструкциях. [c.38]

Для прогноза механической долговечности надо найти математические закономерности, описывающие поведение материала под нагрузкой при данных условиях (вид напряженного состояния, режим нагружения, температурная область испытания и т. п.), и определить константы, характерные для конкретных материалов. Рассмотрим этот вопрос для вынужденноэластичных (эластичных) пластмасс в условиях одноосного растяжения под статической нагрузкой. [c.234]

На кривых нагрузка—растяжение (рис. н 2) А является областью линейной упругости. В этой области деформация пропорциональна напряжению, или, иначе говоря, материал подчиняется закону Гука. Точка В на рис. 1 соответствует наименьшему значению напряжения, при котором можно обнаружить отклонение от прямой,— она представляет предел вышеупомянутой пропорциональной зависимости. За точкой В материал еще может до некоторого предела вести себя как упругий. Во многих материалах отклонение от линейности происходит плавно, и поэтому найти экспериментально точку В нелегко. Для таких материалов вводится точка С, определяющая максимальное напряжение, при котором заданная деформация, например, на 0,1 % максимального напряжения превышает деформацию, соответствующую линейному упругому поведению. [c.197]

Температура хрупкости — это температура, прп которой материал разрушается под действием кратковременно прилон енной нагрузки. Температура хрупкости характеризует поведение битума в покрытии чем она ниже, тем выше качество битума. Окисленные битумы имеют более низкую температуру хрупкости, чем другие битумы той же пенетрации. Длд дорожных битумов она обычно колеблется от —2 до —30 °С. Определяют ее по методу Фрааса (ГОСТ 11507—65). Прп этом температурой хрупкости считают температуру, нри которой на испытуемой пленке битума [c.283]

Результаты таких вычислений для разных уровней Оо приведены на рис. 2.18 (обозначены точками). На основе этих данных можно заключить, что до уровня нанрягкений 0,Аоп (ап — предельная нагрузка иа нить) вязкоупругое поведение материала можно считать линейным. Видно также, что с помощью серии скоростных квазистатических испытаний можно получить исходные [c.81]

По результатам исследований поведения металла при циклических нагрузках установлено, что его разрушение связано с пластической деформацией, развивающейся в течение достаточно большого числа циклов нагружения. При этом величина пластической деформации за один шисл нагружения (особенно в случае материалов на основе железа) может соответствовать величинам,соизмеримым с микродеформацией в отдельных областях металла. Пластическая микродеформашм материала происходит, когда возникшие в материале напряжения меньше, чем его макроскопический предел текучести, наблюдаемый при испытании на растяжение [73]. [c.66]

Для изучения поведения материалов под нагрузкой предложен ряд механических моделей. Упругий материал моделируется пружиной, вязкийпоршнем, помещенным в жидкость, внешнее трение — грузом, скользящим по плоскости. Реологически слож- [c.156]

Современная техника характеризуется высокой энергонапряженностью. В этой связи необходимо снижать массы машин, аппаратов, приходящиеся на единицу используемой мощности. Поэтому особый интерес проявляется к материалам с высокой удельной прочностью. Удельная прочность — отношение прочности материала к его плотности. Прочность материала измеряется величиной временного сопротивления на разрыв. Если к закрепленному с одного конца образцу с некоторой площадью поперечного сечения приложить растягивающую его си.лу, то в зависимости от напряжения (измеряемого отношением силы к площади сечения) образец будет растягиваться в той или иной мере. Проходя с увеличением напряжения через ряд стадий своего поведения под нагрузкой, материал образца в конечном итоге разрушается. Наибольшее напряжение, соответствующее максимальной силе, когда материал образца еще не разрушается, называется пределом прочности. [c.632]

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]

Сплавы некоторых классов слабо подвержены растрескиванию в испытаниях при постоянной нагрузке или деформации, как было только что описано, но заметно теряют пластичность при испытаниях иа растяжение или усталость. В таких случаях принято-использовать в качестве меры пластичности величину относительного сужения Ч (уменьшения площади поперечггаго сечения образца). При исследовании воздействия внешней среды определяют относительное изменение этой величины в процентах 100( Fo— —Ч )/Ч о, где Ч о — относительное сужение в нейтральной среде. Подобные сплавы, как правило, менее склонны к разрушению под действием среды, чем легкорастрескивающиеся материалы. Однако изучение их поведения все же необходимо, так как существенное уменьшение пластичности при разрушении может отразиться нэ стойкости материала в условиях эксплуатации. [c.51]

В аустенитных нержавеющих сталях текстура после умеренной деформации или отжига бывает выражена слабо, поэтому не приходится ожидать существенного влияния этого фактора на поведение материала. Размер зерна [116] может иметь значение. При уменьшении размера зерна отмечено некоторое ослабление растрескивания при динамическом нагружении [105], а также при испытаниях под нагрузкой, составляющей определенную долю предела текучести (статистические данные) [101, 106]. Есть предварительные указания на наличие такого же эффекта при водородном охрупчивании стали 304L [107]. [c.77]

МЕХАНЙЧЕСКИЕ СВОЙСТВА материалов, определяют их поведение под действием мех. нагрузки. Основные М. с. твердых тел-деформационные (жесткость, пластичность, ползучесть, твердость, предельные деформации при разрушении б), прочностные (предел прочности ст, долговечность, усталостная прочность, работа разрушения при ударном воздействии), фрикционные (коэф. трения и износа) для жидкостей основное Ш.с.-вязкость. Значения показателей М.с. не являются физ. постоянными в-ва они могут зависеть от формы и размеров изделия, условий испытания, состава окружающей среды, состояния пов-сти испытуемого образца, фазового и релаксац. состояний материала, определяемых его предысторией, составом, структурой. Поэтому для сравнения разл. материалов по М. с. важно строго стандартизировать условия и режим их определения. [c.76]

Для описания М.с. идеальных моделей (см. Реология) справедливы линейные законы для деформац. св-ь-Гука закон (напряжения пропорциональны деформациям), для фрикционньк св-в-закон Кулона (сила трения пропорциональна нормальной нагрузке), для вязкостных св-в-закон Ньютона (касательные напряжения пропорциональны скорости сдвига) и т.п. Однако поведение реальных тел гораздо сложнее и требует для своего описания разл. нелинейных соотношений. Определение М.с. материала является основой при выборе области его применения, условий формирования из него изделий, их эксплуатации. Для осн. классов твердых техн. материалов характерны след, значения предела прочности а (на растяжение) и модуля Юнга Е [c.77]

Стандартные испытания на сопротивление действию ударных нагрузок, например по Изоду и Шарпи, в общем случае позволяют сравЕШвать результаты, полученные на различных типах полиамидов или на одном и том же полиамиде, но подвергнутом различной обработке. Обычно поведение материала в процессе эксплуатации согласуется с предварительными результатами стандартных испытаний на устойчивость к ударным нагрузкам. Эти испытания часто используются для контроля качества материала. Как и следовало ожидать, сопротивление полиамидов действию ударных нагрузок увеличивается с повышением температуры и содержания влаги в материале. Даже если не происходит никаких релаксационных переходов, понижение температуры способствует увеличению жесткости и уменьшению ударной прочности. Наличие в полиамиде влаги и пластификаторов несколько уменьшает этот эффект, но не приводит к резкому уменьшению хрупкости. Полиамид, содержащий волокнистый наполнитель, становится менее чувствительным к появлению надрезов по сравнению с нена-полненным. Кроме того, наполненный полиамид сохраняет более высокую ударную прочность при понижении температуры. На рис. 3.8 показано влияние температуры и величины надреза на ударную прочность стандартных образцов (50 X 6 X 3) ПА 66, не-наполненного и содержащего 33% стеклянного волокна [18]. Рис. 3.9 иллюстрирует влияние величины надреза на ударную прочность высушенного ненаполнен-ного и наполненного стеклянным волокном ПА 66 [18]. Ударная прочность образцов с надрезом ПА 66 срав- [c.104]

Поведение полиамидов в условиях длительного воздействия нагрузок определяет эксплуатационные характеристики изделий. Следует различать две возможности нагружения полиамидных деталей в процессе их эксплуатации. В первом случае в течение всего рабочего периода на материал действует постоянная нагрузка, тогда как во втором случае нагружение материала производится до определенной степени деформации, сохраняющейся затем неизменной. Первый случай характеризуется непрерывным развигием деформации работающей детали, а второй — постоянным уменьшением приложенного напряжения. Эти явления называют ползучестью и релаксацией напряжения соответственно. [c.108]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология