АВС-пластики усталость

Механика катастроф базируется на следующих традиционных и новых развиваемых методах сопротивления материалов, теории упругости, теории пластичности, теории ползучести, теории усталости, строительной механики, теории пластик и оболочек, теорий прочности, конструкционного материаловедения, физики прочности, динамики машин, вычислительной механики сплошных и дискретных систем, механики жидкостей и газов, теории надежности, линейной и нелинейной механики разрушения, трибологии. [c.76]

Усталостная прочность А. п. ниже, чем у металлов. Это объясняется гетерогенной структурой пластиков, предопределяющей наличие дефектов, к-рые снижают этот показатель. Усталостная прочность А. п. уменьшается при повышении темп-ры и влажности окружающей среды, а также при наличии концентраторов напряжений. Однако прочность конструктивных элементов, работающих в условиях переменных нагрузок, зависит не только от их предела усталости, но и от демпфирующей способности материала. Для А. п. демпфирующая способность значительно выше, чем для металлов. Благодаря низкой теплопроводности большинства пластиков они могут кратковременно работать при их нагреве до темп-ры значит, более высокой, чем темп-ра деструкции входящих в пластик компонентов. [c.103]

В настоящее время пластические массы применяют не только как поделочный, но и как конструкционный материал. Поэтому знание физико-механических свойств пластиков становится необходимым. Значение приобретает не только так называемая кратковременная прочность пластиков, выражаемая через пределы прочности, приведенные в различных разделах этой книги, но также и пределы выносливости (пределы усталости), представляющие собой наибольшее напряжение, которое не вызывает разрушения материала после неограниченно большого числа циклов нагружения. [c.9]

Под влиянием динамических нагрузок также наблюдается понижение прочности пластиков. Особенно влияют на стеклопластик знакопеременные нагрузки. В табл. IV-32 приведены данные об усталостной прочности при изгибе стеклопластиков после 5 10 циклов и при изгибе или растяжении после 10 циклов нагрузок (табл. -33). В табл. -34 приводятся сравнительные коэффициенты усталости стеклопластиков после 10 циклов нагрузок при нормальной и повышенных температурах. Табл. -31—IV-34 [c.249]

В случае полимерных материалов динамическое воздействие имеет весьма сушественное значение. Как уже указывалось ранее, деформация высокоэластических полимеров связана с изменением температуры при растяжении полимеры нагреваются, а при сжатии охлаждаются. Например, у каучуков при переходе от статических воздействий к динамическим, т. е. при переходе от малых частот к частотам порядка 100— 1000 циклов в минуту происходит смещение значений деформации, соответствующее понижение температуры на 20—40°. Это значит, что, например, резина, обладающая морозостойкостью минус 50° при статических испытаниях, может при динамических нагрузках оказаться хрупкой уже при минус 20°. На рис. У1-34 приведены кривые усталости некоторых пластиков (по зарубежным данным). [c.504]

Включение частиц каучука в матрицу хрупкого пластика, как и следовало ожидать, очень существенно повышает его ударную прочность. И действительно, этот факт является главной причиной использования эластомеров в смесях и привитых сополимерах [775]. Упрочнение таких материалов (по сравнению с исходным полимером) наблюдается и при других (помимо удара) условиях воздействия, таких как простое медленное растяжение и длительное статическое и динамическое нагружение, вызывающее усталость. Предполагают, что во всех этих случаях важную роль играют несколько механизмов деформирования их соотношение в суммарном процессе может зависеть от полимера и природы воздействия. [c.89]

Исследования влияния концентрации агрессивной среды на выносливость при частоте 3000 циклов/мин показали для пластиков зависимость такого же типа как и при статической усталости резин В частности, с ростом напряжения уменьшалась интенсивность де 11-ствия ацетона на винипласт и , [c.175]

Аналогичная зависимость установлена также для пластиков ПВХ, ПС и сополимера акрилонитрила с бутадиеном и стиролом (АБС) при действии на них смеси олеиновой кислоты и хлопкового масла. Существование области критической деформации (напряжения) в настоящее время не подлежит никакому сомнению. Попытки объяснить это явление повышением реакционной способности макромолекул каучуков в области е или изменением газопроницаемости резины нри деформации оказались несостоятельными. Изменение количества и размеров трещин также не является причиной ек. Это подтверждается тем, что аналогичное явление наблюдалось и ранее нри исследовании раздира резин с одним надрезом в отсутствие озона, а также при определении длительной прочности полиэтилена [27]. Оно имеет место и при статической усталости проколотой резины из наирита (см. гл. 2). По-видимому, такого же рода изменение структуры при деформации лежит в основе наблюдавшейся при многократных деформациях в воздухе экстремальной зависимости выносливости резин от статической составляющей деформации (см. гл. 5). бк наблюдалась также при утомлении проколотых образцов резин из НК, СКБ, СКС-30, наирита и бутилкаучука. Причем, так же как при озонном растрескивании, ек для НК меньше, чем для наирита, а для наирита меньше, чем для бутилкаучука. [c.147]

Жесткие пластмассы характеризуются близкими значениями коэффициентов усталости и=0,2—0,35 на базе 10 циклов в условиях, когда саморазогрев незначителен [2]. Вследствие большой чувствительности сопротивления утомлению к температуре оно значительно снижается в условиях саморазогрева термопластов и некоторых термореактивных пластиков с малой теплостойкостью. Это относится, по-видимому, не только к жестким пластмассам, но и к другим полимерным материалам. Изменение теплообразования как в связи с полярностью полимера, так и в связи с набуханием в различных пластификаторах также неоднократно изучалось [9, 19]. [c.280]

Конструкционные полимеры имеют низкий модуль упругости и высокую прочность. Многие пластмассы и древесные пластики анизотропны. Поэтому на усталость предпочтительнее испытывать плоские образцы при изгибе в одной плоскости, а усталостная машина должна сообщать образцу большие деформации. [c.246]

Необходимо также отметить, что в процессе усталостных испытаний полимерных материалов с высокой частотой нагружения в ряде случаев наблюдается упрочнение материала. Процесс усталости сопровождается большими гистерезисными потерями. Последний фактор приобретает особое значение в связи с низкой теплопроводностью этих материалов. Оба фактора конкурируют, однако затруднительно разделить степень их влияния. Совокупность разнообразных механических и тепловых воздействий активизирует химические деструкционные реакции. Главную роль при этом играет распределение во времени интенсивности воздействия. Явление усталости для армированных пластиков усложняется еще анизотропией упругих свойств этих материалов. [c.251]

Наблюдения многих авторов показывают, что по своей форме усталостная кривая конструкционных полимеров напоминает классическую кривую Велера, но в отличие от черных металлов она не имеет горизонтальной асимптоты, хотя по мере уменьшения амплитуды напряжения она становится более пологой. Для армированных пластиков, по данным ряда исследователей, испытания, проводившиеся до 10 циклов, не обнаружили предела усталости. Поэтому у многих конструкционных полимеров, как и у цветных металлов, отсутствует понятие о пределе усталости. В качестве характеристики сопротивления этих материалов повторным нагрузкам принимают условный предел усталости — наибольшее напряжение, которое может выдерживать данный материал в течение заданного числа циклов. Таким образом, для определения условного предела усталости заранее должна быть указана база испытаний, которую выбирают исходя из фактиче- [c.251]

Выше мы упоминали, что при достаточно высокой частоте испытаний наблюдается заметный разогрев образцов из армированных пластиков за счет интенсивного гистерезисного теплообразования. Сложность явления разогрева заключается в том, что он способствует разрушению не только от усталости, но и вследствие ползучести. В связи с этим большую роль играет температура окружающей среды во время проведения опыта. Повышение температуры материала за счет гистерезисного теплообразования приводит к изменению жесткости испытываемого образца. Для предотвращения этого некоторые исследователи прибегают к охлаждению образцов в процессе испытаний посредством обдува их струей холодного воздуха [41, 47, 48, 49]. [c.252]

Снижение предела выносливости за счет концентрации напряжений армированных пластиков проявляется не очень значительно. У стеклопластиков на полиэфирной смоле на базе 10 циклов обнаружена разность условного предела усталости для гладких и надрезанных образцов около 5%, что значительно меньше, чем для ряда металлов. Это в какой-то степени можно объяснить там, что стеклопластик—композиционный материал, в котором в силу технологии его изготовления уже имеются напряжения за счет концентрации напряжений в местах соединения арматуры со связующим и дополнительная концентрация напряжений за счет внешнего концентратора мало меняет напряженное состояние в образце. [c.265]

По данным Черняка и Яковлева [61], при усталостных испытаниях на изгиб с вращением образцов из высокопрочного слоистого пластика при повышении температуры опыта от 60 до 160°С предел выносливости, определенный на базе 10 циклов, понизился от 8,4 до 2 кГ/мм , т. е. примерно в 4 раза. При изменении температуры от 30 до 80°С наблюдалось понижение предела усталости пластика до 58% и до 25% Для ткани, обработанной фенолом [55]. [c.266]

Химически активные среды влияют на прочностные свойства. материалов еще сильнее, чем физически активные. Эффект бывает настолько значительным, что разрущение напряженных материалов при одиовременнэд 1 воздействии химически активной среды часто рассматривалось как явление, не связанное с прочностными свойствами тел,—как качественно иной процесс. Так, например, при действии озоиа на растянутую резину скорость процесса разрушения может при определенной концентрации О , увеличиваться в сотни тысяч раз пэ сравнению со скоростью разрушения в отсутствие озона. Не раз высказывавшаяся одним из авторов и пpэвэдчмi л в этой книге идея о сходстве процессов коррозионного разрушения и статической усталости в последнее время начинает получать все более широкое распространение. Так, например, высказывается мнение, что существует аналогия между озонным растрескиванием резин и растрескиванием пластиков иод влиянием механических напряжений . В одной из японских работ процесс развития озонных трещин в растянутой резине описывается с помощью такого же метода и аналогично тому, как это делается при рассмотрении развития трещин в процессе хрупкого разрыва твердых тел . [c.250]

Наиболее часто разрушение в результате статической усталости под действием внутреннего давления претерпевают трубки и бутыли из пластиков. Менее типичный случай усталостного разрушения показан иа рис. 18 (задняя чашечка светильника, изготовленная методом литья под давлением из полиэтилена высокой плотности). Эта деталь разрушилась в процессе эксплуатации при обычных температурах Б результате суммарного воздействия внутренних напря- [c.370]

Конструкционные пластики в процессе эксплуатации часто подвергаются циклическим нагрузкам, поэтому большое значение имеют их усталостные свойства. За исключением измерений долговечности в зависимости от напряжения, частоты и числа циклов [145], изучению явления усталости в пластиках в целом уделялось относительно мало внимания. При изучении роста усталостной трещины в модифицированных каучуками пластиках Мэнсон и др. [574, 575, 386] обнаружили соответствие между упрочнением, наблюдаемым в деформационно-прочностных и ударных испытаниях ударопрочного ПС и АБС-сополимеров и упрочнением в испытаниях на усталость. При определенном значении фактора К (характеризующего пределы изменения напряжения, сосредоточенного на конце, трещины в процессе циклической деформации [386]) скорость роста усталостной трещины уменьшается при включении фазы каучука как в ударопрочный ПС, так и в АБС-пластик [386]. При высоких значениях К для АБС-сополимера было отмечено уменьшение скорости роста усталостной трещины по сравнению с гомополимером ПС, почти на порядок, однако ударопрочный ПС не столь эффективен, как и следовало ожидать, учитывая более низкое значение его ударной вязкости. Если при введении эластомерной фазы наблюдается упрочнение материала, то при сшивании происходит его ослабление. В своих [c.97]

Процесс разрушения (в макросмысле) в слоистом армированном пластике можно рассматривать как последовательное разрушение слоев ткани и смолы, развивающихся из начальной трещины. Уравнение кривой усталости записывается в виде сг = А + B g N, параметры Л и определяют по опытным данным. [c.277]

Усталостная прочность пластмасс на основе эпоксидных смол при циклической нагрузке выще прочности стеклопластиков на основе других видов смол, обычно применяемых при изготовлении изделий методом намотки. Прочность — предполагаемая, так как усталостная прочность при циклической нагрузке зависит и от прочности материала на сжатие и на растяжение [41]. Прочность на сжатие стеклопластиков на основе эпоксидных смол выще прочности стеклопластиков на основе полиэфирных смол. Когда нагружение стеклопластика при испытании прилагается параллельно направлению наматываемых слоев, предел усталости, по-видимому, не достигается при 10 циклов. При испытании образца с нагружением под углом 45° к наматываемым слоям характеристики усталости соверщенно разные и можно достичь предела усталости. Теоретически равнонапряженные армированные пластики (по.тученные методом намотки) могут дать более высо- [c.159]

Черняк и Яковлев [61] приводят следующие данные образцы диаметром 6,3 мм из высокопрочного слоистого пластика были яспытаны на усталость (изгиб с вращением, консольное нагружение) предел выносливости на базе 10 циклов составлял при частоте нагружения 500 об/мин 4,4 кГ/мм , а при 1400 об мин — 3,7 кГ1мм , т. е. снизился примерно на 15%. Эти же авторы приводят данные, свидетельствующие о значительном влиянии частоты нагружения на усталостную прочность капрона (увеличение частоты с 240 до 1400 об/мин дало снижение предела выносливости на 66%). Объясняется это тем, что с увеличением скорости испытания увеличивается температура образца за счет гистерезисных явлений в материале и разогрева деталей испытательной машины. Увеличение температуры, в свою очередь, ведет к снижению усталостной прочности материала. [c.263]

Скудра А, i4, Деформативность и статическая усталость армированных пластиков при простом плоском нагружении. Докт. дисс., М., 1967. [c.307]

Метод знакопеременного изгиба разработан давно и применяется для определения усталостной прочности металлов пластиков и резян -Измерение динамических свойств этим методом применено впервые в работе и имеет большое значение, поскольку динамические свойства при симметричной деформации практически не изменяются и, как это будет видно из следующей главы, прибор можно сочетать с высокопроизводительным стендом для испытания на усталость, задавая для резин с неодинаковыми динамическими свойствами одинаковые [c.311]