Найлон усталостные трещины

Влияние влаги на рост усталостных трещин в найлоне-6,6 [c.492]

Рост усталостных трещин. Результаты, полученные для образцов серии Б, подтверждают более раннее наблюдение, состоящее в том, что содержание воды в найлоне-6,6 не только существенно влияет на скорости РУТ, но и может приводить как к уменьшению, так и к увеличению скорости РУТ в зави- [c.498]

Рис. 32.5. Внешний вид поверхностей разрушения образцов найлона-6,6 (серия А) в зависимости от содержания воды. Образцы серии Б ведут себя сходным образом, проявляя податливость при содержании воды выше 2,7%- Видны также области конечного разрушения. Стрелка указывает направление роста усталостной трещины.

Рис. 32.6. Линии запинания волосной трещины на поверхности усталостного разрушения найлона-6,6, содержащего 5,7 вес.% воды. Стрелка указывает направление роста усталостной трещины.

Рис. 32.7. Вид поверхности разрушения найлона-6,6 с различным содержанием воды. А/(=2,6 МПа-м 2 Стрелка указывает направление роста усталостной трещины.

Рис. 32.8. Усталостные борозды найлона-6,6 содержащего 5,7 вес.°/о воды. Стрелка указывает направление роста усталостной трещины.

В настоящем более обширном исследовании было подтверждено несколько главных выводов, сделанных предварительно в более ранней работе, относительно влияния воды на развитие усталостных трещин в найлоне-6.6 [c.510]

Влияние воды на полимеры и смолы совсем не просто и не может быть однозначно предсказано на основе предыдущих комментариев. Указанием на известную сложность происходящих явлений может служить то, что для описания сорбции воды приходится использовать уравнение двухпараметрической изотермы сорбции (26), а также допускать наличие эффекта антипластификации цри низком содержании воды и при низких температурах (25). Композиты на основе эпоксидных смол, исследованные в (34), значительно изменяются в результате сорбции воды. Предполагается, что сорбция воды вызывает изменения структуры субстрата. В статье (32) обнаружен следующий эффект по мере того как вода впитывается найлоном-6,6, скорость усталостного роста трещин уменьшается до /5 первоначальной величины, а затем увеличивается примерно в 3 раза. Содержание воды, отвечающее максимуму энергии разрушения, соответствует одной молекуле воды на четыре амидные группы. Эта величина составляет около половины значения, начиная с которого наблюдается заметное образование кластеров (25). [c.16]

В любом случае слабо связанная вода должна ослаблять сопротивление усталостному растрескиванию. Во-первых, снижение модуля при содержании воды выше 2,6 вес. % будет увеличивать долю пластических деформаций, испытываемых блочным материалом вблизи вершины трещины. Это вызовет тенденцию к увеличению скорости РУТ в данном интервале приложенных напряжений. Иными словами, деформация в расчете на цикл нагружения Ле должна увеличиваться, так как эксперимент проводится при постоянном перепаде напряжений Л0 и А8=Аа/ . Следовательно, в найлоне, который содержит слабо связанную воду, за один цикл накапливается больше повреждений, чем в более сухом образце. При заданном значении Асг (а следовательно, и АК) можно ожидать более высоких значений скорости РУТ. Такое поведение указывает на то, что уменьшение модуля перекрывается положительным действием локальной сегментальной подвижности (вопрос об относительном масштабе движений). Кроме того, этот ослабляющий эффект будет усиливаться под действием гистерезисного разогрева (см. дискуссию ниже). [c.502]

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]

Скорости усталостного роста трещин в найлоне-6,6 очень чувствительны к содержанию воды в интервале от 0,2 вес. % ( сухой образец) до 8,5 вес. % (насыщенный образец). Скорости роста трещин у различных образцов (при постоянном значении А/С, равном 3 МПа-м /г) различаются в 25 раз. [c.510]

В работе [915] исследованы усталостные свойства различных пластмасс, усиленных короткими волокнами. Более подробно исследование усталостного поведения найлона, полистирола и полиэтилена, наполненных стеклом, провели Долли и Карилло [915]. Они нашли, что найлон является наиболее устойчивой к усталости матрицей во всех материалах наблюдали нарушение связи полимера с наполнителем. В найлоне, усиленном длинными волокнами, трещины формировались и росли только в тех местах, где концентрация волокна была высокой, в то время как в случае более коротких волокон трещины образовывались в очень локализованных областях. Трещины легко распространялись в полистироле, в то время как в найлоне и полиэтилене они развивались с трудом. Такие результаты согласуются с наблюдениями Герцберга и др. [386], которые нашли, что скорость роста трещин намного выше в полистироле, чем в полиэтилене или найлоне действительно, кристаллические полимеры обычно характеризуются меньшей скоростью роста усталостных трещин, чем стеклообразные [574]. [c.367]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология