Деформация зависимость от времени напряжения

При последующем переводе материала в область значительно более низких температур время релаксации настолько возрастает, что высокоэластическая часть деформации может сохраняться неограниченно долгое время. Однако только пластическая часть деформации не оставляет при этом в материале внутренних напряжений. Остающаяся же часть высокоэластической деформации оставляет такие напряжения. При изменении условий, приводящих к уменьшению времени релаксации, например при достаточном повышении температуры, эта часть деформации будет уменьшаться или исчезнет в зависимости от скорости релаксации и длительности пребывания материала в этих условиях. [c.223]

В то же время добавка ФГС изменяет поведение битума II типа появление линейной зависимости деформации от действующего напряжения наблюдается при более высокой температуре, чем в случае чистого битума (см. рис. 52, б). Следовательно, создание дополнительной структурной сетки этой добавки приводит к появлению эластической области и у битума II типа. [c.214]

Зависимость эластичности от температуры характеризуется механическими свойствами резины. Приняв за характеристику состояния резины величину деформации при заданных напряжении и температуре в определенное время, можно получить термомеханическую кривую (рис. 13.1), позволяющую сравнивать значение деформации при разных температурах и находить температуру стеклования Т , соответствующую переходу резины в стеклообразное состояние. [c.183]

Теория упрочнения, вполне пригодная для оценки кратковременной ползучести полимеров в нелинейной области, не описывает процесса последействия. Она постулирует наличие зависимости между напряжением, деформацией ползучести ее скоростью, т. е. не содержит время в явной форме [c.46]

Полученные формулы показывают структуру зависимостей нормальных напряжений от свойств материала, выражаемых функцией Ш Ех, Е ) и упругой деформации сдвига Действительно, эффект нормальных напряжений квадратичен по величине сдвига, в то время как касательные напряжения зависят от у линейно. [c.332]

В определенных случаях для оценки поведения материала в условиях практической переработки его строгое разграничение характера остающейся деформации может быть не так существенным, так как при последующем переводе материала в область значительно более низких температур время релаксации настолько возрастает, что высокоэластическая часть деформации может сохраняться неограниченно долгое время. Надо не упускать из вида, что только пластическая часть деформации не оставляет в таком случае в материале внутренних напряжений. Остающаяся же часть высокоэластической деформации оставляет такие напряжения и при первой же возможности, возникающей, например, при достаточном повышении температуры или при введении пластификатора, эта часть деформации будет уменьшаться или исчезнет в зависимости от скорости релаксации и длительности пребывания материала в этих условиях. [c.584]

Принцип суперпозиции Больцмана. Материалы, для которых зависимость между напряжениями и деформациями включает время, называют вязкоупругими. К та сим материалам относят прежде всего полимерные материалы и их композиции. Для. описания процессов деформирования вязкоупругих материалов Больцман разработал теорию наследственной вязкоупругости, основанную на принципе суперпозиции. Он использовал две гипотезы. [c.5]

Однако в том случае, когда надо снять напряжения, может возникнуть затруднение из-за отсутствия необходимой печи, в которую можно было бы вместить сваренный сосуд. Температура и время термообработки для снятия остаточных напряжений выбираются по специальным кривым (рис. 6.29), которые иллюстрируют зависимость релаксации напряжений в Мп, Сг, Мо, V стали и однотипном наплавленном металле от времени выдержки при двух температурах после того, как материалы были в исходном состоянии подвергнуты деформации, равной 0,15%. [c.280]

Ползучесть и длительная прочность. Под ползучестью понимают увеличение деформации материала со временем под действием постоянной нагрузки или напряжения. Ползучесть проявляется как частный случай общей зависимости деформации е от напряжения (т, темп-ры Т и времени I при условии, когда а п Т постоянны (см. также Ползучесть). Для оценки ползучести используют 1) деформацию, накопленную за данное время [c.443]

Всегда необходимо различать время релаксации 01, характеризующее релаксацию напряжений в образце при заданной деформации, и время упругого последействия 63, характеризующее временную зависимость деформации под действием напряжения. Впоследствии мы узнаем, что в полимере, находящемся в стеклообразном и вязкотекучем состояниях, величина близка к величине 02, тогда как в высокоэластическом состоянии величины и Эд несоизмеримы, и мы должны учитывать только величину 02-Поскольку ясное понимание релаксационных процессов при механическом воздействии на полимерные материалы имеет основное значение, перед рассмотрением вопросов прочности будет [c.95]

Здесь уместно подчеркнуть, что рассмотренные выше две попытки объяснить временную зависимость прочности, хотя и исходят из совершенно различных допущений о механизме явления, все же в основном близки между собой. Характерным для них является признание предела прочности как физической характеристики. При объяснении временной зависимости прочности фактор времени вводится с помощью побочных процессов. Например, временная зависимость прочности связывается в одном случае со скоростью адсорбции, в другом — с перераспределением напряжения со временем в отдельных областях напряженного материала, т. е. с процессами деформации и релаксации напряжений, и т. д. Следовательно, объяснения построены так, что время органически не входит в сам механизм разрушения. Разрушение рассматривается как явление, которое наступает критическим образом при достижении предела прочности материала и только благодаря наличию предшествующих или сопутствующих процессов становится зависящим от времени. Несмотря на то, что действие фактора времени в этих случаях принимается во внимание, оно вводится все же так, чтобы сохранить незыблемой статическую концепцию прочности. При таком подходе постулируется, что возможность разрыва межатомных связей в теле осуществляется лишь тогда, когда напряжение на них (за счет распределения внешней силы) достигает теоретического, предельного значения. В свете такого традиционного подхода представляется как бы само собой разумеющимся, что все подготовительные процессы, на которые затрачивается время, являются побочными, а само разрушение наступает критическим образом. [c.15]

Интересные закономерности были получены при изучении систем ПА+СКН-40. Для смеси СКН-40+ПА (30 и 70 масс, ч.) относительное удлинение пленок не изменяется, в то время как прочность при растяжении ниже по сравнению с тем же показателем для ПА. Значение напряжения, соответствующее периоду рекристаллизации полиамида, резко снижается. При дальнейшем увеличении содержания СКН-40 в смеси плато рекристаллизации постепенно вырождается, и в системе преобладают пластические деформации, характерные для каучука значения относительного удлинения вследствие гетерогенности системы невелики. На рис. 3.24 приведена зависимость внутренних напряжений, теплофизических характеристик и удельного сопротивления от соотношения компонентов в системе ПА+ - - СКН-40. Из рисунка видно, что с увеличением содержания каучука внутренние напряжения и удельное сопротивление снижаются, так же как в системе ПА+ПВХ, теплофизические характеристики увеличиваются, а прочность пленок при растяжении падает. Все это позволяет сделать вывод, что бутадиен-нит-рильный каучук, так же как ПВХ, оказывает пластифицирующее действие на полиамид. [c.117]

Приведенные экспериментальные данные показывают, что ориентированный полиметилметакрилат значительно лучше сопротивляется разрушению при статических растягивающих нагрузках, чем изотропный. Отступление от экспоненциальной зависимости Буссе-Журкова связано с изменениями свойств материала во время испытаний . Это явление иа блюдается и при испытаниях ориентированного полиметилметакрилата. Существенное отличие ориентированного материала от обычного заключается в значительном увеличении развивающихся за время испытания вынужденноэластических деформаций. При низких напряжениях, когда отступления от экспоненциальной зависимости особенно заметны, образцы большую часть времени опыта находились в сильно деформированном состоянии. Поэтому можно согласиться с авторами, что высокие долговечности ориентированного полиметилметакрилата обусловлены не только предва рительной вытяжкой, но и тем, что в течение самих испытаний материал дополнительно вытягивается и упрочняется . [c.112]

Машина (рис. 136) устанавливалась на крышке реактора. Производились измерения прочности 4 образцов, причем образцы поочередно присоединяли длинными тягами к динамометру, укрепленному на поворотной муфте. Снятие кривой напряжение—деформация производилось при заданной скорости растяжения. Были измерены значения разрушающего напряжения Ор для полиметилметакрилата (серийный материал с 6% дибутилфталата), находившегося в поле излучения, обеспечивающем поглощение дозы в 46 ООО рад/сек, через различное время после начала облучения. Таким образом была получена зависимость разрушающего напряжения облучаемого материала от интегральной дозы облучения. Для контроля провели серию измерений разрушающего напряжения после прекращения облучения. Определялось изменение разрушающего напряжения по сравнению с измеренным в воде при той же температуре. На рис. 137 приведены усредненные данные нескольких опытов (на каждую точку приходится от 2 до 25 измерений). С ростом интегральной дозы облучения наблюдается сильное уменьшение Ор образцов, испытанных как в процессе облучения, так и после его прекращения. Это объясняется интенсивной деструкцией полиметилметакрилата под действием облучения . Из полученных результатов видно, что прочность образцов, получивших равные дозы, выше, если материал испытывается после прекращения облучения. [c.156]

Условно-мгновенный модуль упругости при сдвиге = — Р/бо при этом имеется в виду, что условно-мгновенные деформации связаны с напряжением сдвига линейной гуковой зависимостью и за время первого отсчета остаточная деформация не успевает натечь. [c.96]

С точки зрения механики сплошных сред [123, 242, 243], макроскопическая ползучесть металлов трактуется как медленная необратимая деформация, неограниченно развивающаяся в конструкции под действием приложенных нагрузок. В данном случае термин медленная означает, что зависимость между напряжениями и деформациями должна содержать время (в явном виде или посредством некоторых операторов), и введен лишь для отличия деформации ползучести от мгновенной пластической деформации, которая от времени не зависит. Другой феноменологической особенностью ползучести металлов является то, что ее проявление становится заметным только в условиях повьппенных температур. Для большинства конструкционных сталей и сплавов до температуры 0,35 7 [244, 246], где - температура плавления по абсолютной [c.395]

Существует критическое минимальное значение напряжения, ниже которого растрескивание не происходит. Значение критического напряжения снижается с увеличением концентрации водорода. На рис. 7.12 представлены такие зависимости для стали 5АЕ 4340 (0,4 % С), насыщенной водородом при катодной поляризации в серной кислоте, затем кадмированной для удержания водорода и подвергнутой действию статической нагрузки. Концентрацию водорода систематически снижали отжигом. Задержка перед появлением трещин связана, по-видимому, с тем, что для диффузии водорода к специфическим участкам вблизи ядра трещины и для достижения достаточной для разрушения концентрации требуется время. Эти специфические участки окружены дефектами, возникающими в результате пластической деформации металла. Атомы водорода из кристаллической решетки, диффундируя к дефектам, переходят в более низкое энергетическое состояние. Тре- [c.150]

Чисто эластическое деформирование механически полностью обратимо и не связано с разрывом цепи или ползучестью. Однако в реальном каучуке, как и в любом вязкоупругом твердом теле, энергетическое и энтропийное упругое деформирование представляет собой вязкое течение. Отсюда следуют релаксация напряжения при постоянной деформации, ползучесть при постоянной нагрузке и диссипация энергии при динамическом воздействии. Поэтому при моделировании макроскопических механических свойств вязкоупругих твердых тел даже в области деформации, где отсутствует сильная переориентация цепей, следует использовать упругие элементы с демпфированием, содержащие пружины (модуль G) и элементы, учитывающие потери в зависимости от скорости деформирования (демпфер, характеризующийся вязкостью ti). Простейшими моделями служат модель Максвелла с пружиной (G) и демпфером (ti), соединенными последовательно, и Фохта—Кельвина с пружиной (С) и демпфером, соединенными параллельно. В модели Максвелла время релаксации равно t = t]/G, а в модели Фохта—Кельвина то же самое время релаксации более точно называется временем запаздывания. В феноменологической теории вязкоупругости [55] механические свойства твердого тела описываются распределением основных вязко-упругих элементов, характеризуемых в основном временами релаксации т,-. Если известны спектры молекулярных времен релаксации Н(1пт), то с их помощью в принципе можно получить модули вязкоупругости [14Ь, 14d, 55]. Зависимый от времени релаксационный модуль сдвига G t) выражается [c.39]

Для уже рассмотренного примера углеводородной цепи с длиной развернутой цепи 125,5 нм напряжение достигает величины, необходимой для ее разрыва при условии г> 124,7 нм. Другими словами, лишь 2 из 333 случайных звеньев длиной 0,377 нм направлены перпендикулярно вектору, соединяющему концы цепи, в то время как все остальные полностью выстроены в одном направлении. Даже для такого предельного растяжения функция Ланжевена дает хорошее приближение зависимости напряжение—деформация случайно свернутой цепи. Это становится очевидным при сравнении с так называемым точным решением Трелоара [2с], которое опирается исключительно на геометрическое (и комбинаторное) рассмотрение явления и для которого в случае предельных растяжений имеем [c.121]

Согласно теории Буше—Халпина [69], разрушение эластомеров определяется ограниченной вязкоупругой растяжимостью каучукоподобных нитей. Авторы данной концепции предполагают, что большая часть волокон на вершине растущей трещины натянута до своего критического удлинения Кс,- Образец разрушается при большей деформации Хь, когда <7 волокон разорвутся за время Величины кь и Кс связаны через ползучесть материала и коэффициент концентрации напряжений. Предложенная теория позволяет рассчитать удлинение при разрыве кь, если известна ползучесть. При этом не учитывается зависимость концентрации напряжения от длины растущей трещины или уменьшения долговечности одного волокна в процессе ползучести образца. Предполагается, что все волокна придется вытянуть от практически нулевого удлинения до Кс-В первую очередь это удлинение будет влиять на численные значения д, которые можно рассчитать путем построения экспериментальных поверхностей ослабления материала. Группа из д волокон при статистическом развитии событий, когда разрушение одного из них может повлечь за собой полное разрушение последующего, определяется средней долговечностью < ь>, равной и распределением Пуассона для (ь. [c.91]

Полимерные и композиционные материалы относятся — в соответствии с принятой в настоящее время терминологией [32] — к классу матерпалов с длинной памятью. Это означает, что напряжения в данной частпце в данный момент времени зависят не только от текущих значений деформаций, температуры и других определяющих параметров, но и от значений этих параметров во все предшествующие моменты времени — от истории процесса деформирования данной частицы. Зависимость от истории процесса проявляется, в частности, в том, что в простейших экспериментах на чпстое растяжение имеют место такие явления, как ползучесть и релаксация (ползучестью называют процесс изменения во времени деформаций при иензменных напряжениях, релаксацией — процесс изменения напряжений во времени при неизменных деформациях). [c.53]

Наиболее длительную историю имеет модифицирование битумов полимерами. В известной степени по добавкам полимеров в битум можно проследить историю промышленности полимеров. Одним из первых полимерных модификаторов битумов были каучуки, сначала природные, затем все виды синтетических, которые изменяют физическую структуру битумов. Модификация битумов эластомерами заключается в повышении температуры размягчения, снижении хладотекучесги, уменьшении зависимости пенетрацин от температуры, снижение температуры хрупкости, способности к многократным эластическим деформациям под действием напряжений, повышении дуктильности. Натуральный каучук из-за его дефицитности в настоящее время не используется. [c.123]

Теоретическое определение первой разности нормальных напряжений рассматривалось в работах [63, 66—68]. Наибольшее распространение в настоящее время получил метод описания зависимости нормальных напряжений от скорости деформации, вытекающей из работ Фридриксона [69], который определил, что в области линейной вязкоупругости первая разность нормальных напряжений равна [c.67]

В последнее время появились работы, в которых делается попытка связать прочностные свойства полимеров с характером надмолекулярной структуры и взаимным расположением элементов, из которых она построена. Так, изучена связь между процессами деформирования ориентированных полимеров в целом и изменением ориентаци отдельных элементов структуры Оказалось, что упругая деформация ориентированного полимера суммируется из деформаций отдельных фибрилл (т. е. сосредоточена внутри эт Х фибрилл), а смещение их относительно друг друга практически полностью отсутствует. Кроме того, деформация внутри фибрилл протекает в основном в аморфных областях полимера, что подтверждается рентгенографическими исследованиями. Следовательно, аморфные области, по-видимому, определяют прочность ориентированных полимеров. Поэтому изучение строения этих областей представляется важной задачей исследования, разрешение которой может указать методы регулирования прочностных свойств таких полимеров. Проведенное изучение зависимости разрывного напряжения волокон капрона от молекулярной ориентации [c.151]

Описание вязкостных свойств полимерных систем, в форме не зависящей от температуры, имеет важное практическое значение, так как существенно облегчает расчет вязкости и может избавить от необходимости ее опытного определения. Такая температурноинвариантная характеристика полимерных систем получается. при рассмотрении зависимости приведенной вязкости от параметра, определяющего интенсивность деформационного воздействия на полимерные системы. Мерой этой интенсивности может служить соотношение скорости деформации и скорости рассасывания напряжений в деформируемой системе. Так как скорость рассасывания напряжений— величина обратная времени релаксации, то за меру интенсивности деформирования следует принять безразмерный параметр, равный произведению скорости деформации на время релаксации. Хотя полимеры характеризуются совокупностью времен релаксации, но между ними существует однозначная связь. Это позволяет по крайней мере в первом приближении за характерное время релаксации принимать ее начальное значение, равное Ло/ э начальный модуль высокоэластичности (см. ниже). [c.225]

Наличие релаксации приводит к тому, что для описания механических свойств резины приходится пользоваться неравновесными и равновесными характеристиками. В реальных условиях ие всегда за время эксперимента достигается истинное равновесие. В связи с этим вводится понятие об условноравновесном состоянии, отвечающем моменту выхода зависимости напряжение — время (см. рис. 1.1) ка участок, близкий к линейному [6]. Статическая деформация резины — случай неравновесного деформированного состояния, а равновесная деформация — частный случай статической деформации, когда время нагрулсения стремится к бесконечности. [c.10]

Господствовавшая в то время картезианская физика объясняла все явления природы на основе закона сохранения количества движения. Для трактовки того или иного физического явления мысленно строился соответствующий механизм с участием видимой и невидимой материи, который мог быть очень сложным. Движение этого механизма и объясняло соответствующее явление. Однако многие насущные задачи того вредшни (движение тел в водной среде, зависимость упругого напряжения от деформации, движение небесных тел и др.) не могли быть решены удовлетворительно на основе построения механических моделей. Требовалось создать новый метод, который позволил бы проще подойти к указанным задачам. [c.19]

Механические испытания материалов преследуют две основные цели. Во-первых, устанавливается зависимость между напряжениями и деформациями. Во-1вторых, устанавливаются предельные характеристики, например предел прочности — такое напряжение, при котором происходит разрушение материала, или предел текучести — напряжение, при котором материал обнаруживает необратимые большие деформации. Для полимерных материалов в эти зависимости существенным образом входит время и температура. [c.39]

Вибрационный съем осадка. Этот способ съема осадка применяют преимущественно в герметичных фильтрах периодического действия с вертикально расположенными фильтрующими цоверхностями. У. Г. Шамсутдинов [23] проводил исследования физической сущности процесса вибросъема осадков с различными физико-механическими свойствами, исключая лишь осадки с механически слабой структурой (рассыпчатые), которые обычно на фильтрах с вертикальными фильтрующими элементами не обрабатываются. С использованием реологических методов анализировалось поведение слоя осадка на вибрирующей поверхности и влияние вибрационного воздействия на физико-механические характеристики осадка. В основу были положены экспериментальные зависимости деформация — время— напряжение для слоя осадка, к ним подбирали соответствующие реологические модели и уравнения состояния. [c.108]

У реальных тел не существует мгновенных деформаций. Установление равновесия между внешнилш и внутренними силами занимает некоторое, иногда большое, время. В литературе пользуются термином мгновенные деформации , но это лишь означает, что они занимают весьма малое время . Из максвелловского уравнения релаксации (1, 14) вытекает, что время являегся не менее существенным фактором деформации, чем величина напряжения. Исследование кинетики деформации имеет большое значение. Представляет интерес рассмотреть следующие три элемента временной зависимости деформаций влияние времени действия нагрузки, изменение тела во времени после снятия нагрузки и влияние скорости нагружения. [c.42]

В настоящее время в механике сыпучих тел в области исследования деформаций развито целое научное направление, связанное с выявлением общих закономерностей, характеризующих процессы деформации. В [41] получена зависимость изменения коэффициента пористости кварцевого песка во времени. Теория и методика эксперимептальных исследований изменения пористости сыпучих тел во времени под действием собственного веса, внешней нагрузки, а также под действием температуры довольно подробно разработана [42, 43]. Влияние на процесс уплотпенпя сыпучего материала фильтрации через него жидкости или газа экспериментально показано в работе [40]. Во все зависимости [41—43], связывающие пористость сыпучего материала с его объемной усадкой, входит параметр, характеризующий напряженное состояние, предшествующее нагружению. [c.31]

Реакционные трубы эксплуатируются прп 950—1000 С и 2,0—2,5 МПа длительное время (порядка 100 тыс. ч). В условиях длительного воздействия статических нагрузок прп высокой температуре металл приобретает свойство ползучести, т. е. может давать остаточные деформации. Поэтому в расчете на прочность учитывают ползучесть металла [15], а испытания на длптельн5 ю прочность проводят в течение 8000—10 ООО ч и полученную зависимость экстра-пол1фзтот на более длительный срок. Установлено [16], что 75% среднего напряжения, вызывающего разрушение после 10 тыс. ч работы, приблизительно соответствует минимальному напряжению, вызывающему разрушение после 100 тыс. ч работы. [c.148]

Условным пределом ползучести называется такое напряжение, которое соответствует скорости ползучести, равной 10 или 10- мм/( мм-ч), т. е. вызывает деформацию ползучести, равную 1%, за время соответственно 10 000 или 100 000 ч. В зависимости от времени деформации условный предел ползучести обозначается Стпю или 0Л1О- Он определяется опытным путем для каждой 1у арки стали и используется тогда, когда важно ограничить общую деформацию детали. [c.19]