Деформация хрупких пластиков

Суммарная энергия, необходимая для разрушения хрупкого пластика, такого как полистирол, при испытаниях на разрыв в неударном режиме нагружения также сушественно возрастает при комбинировании полимеров [26, 84, 141, 142, 148, 149, 440, 664]. При изучении деформационно-прочностных свойств обнаруживается, что, как показано на рис. 3.18, содержащий каучук материал не только течет, но вплоть до полного разрушения способен и к высоким обратимым деформациям. Площадь под кривой, очевидно, является мерой энергии, необходимой для разрушения материала, и позволяет связать способность к холодной вытяжке с прочностью полимерных смесей [84]. Хотя прочность смеси полимеров ниже прочности сополимера, работа, необходимая для разрыва образца смеси, значительно больше. Об аналогичном возрастании прочности свидетельствуют также полученные для таких материалов значения кажущейся энергии разрыва у согласно данным [128], при включении в полиметилметакрилат фазы каучука V возрастает в 100 раз. (Связь между текучестью и ударными свойствами см. в разд. З.2.2.1.) [c.93]

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]

Диаграмма деформации таких тел может быть представлена прямой <рис. 14), величина деформации крайне мала ( 1"/о) и определяется величиной модуля упругости. Такие тела называются обычно хрупкими телами (стекло, керамика, чугун, некоторые пластики и т. д.). [c.73]

Если новый материал можно производить с помощью хорошо разработанных к настоящему времени промышленных методов, основное значение приобретает изучение механических свойств готового изделия и характера изменений этих свойств в процессе эксплуатации. По-прежнему большое внимание уделяется дальнейшему изучению влияния напряжения на свойства пластиков. Например, для твердых пластиков большое теоретическое и практическое значение имеет исследование процесса появления и распространения трещин. Поведение этих пластиков под действием напряжения деформации зависит не только от температуры (о чем речь шла выше), но и от продолжительности этого действия. Значит, для того чтобы полностью оценить механические свойства пластика, испытания должны иметь самую различную продолжительность — примерно от 10 с (испытание на ударную вязкость) до 10 с (длительные испытания на ползучесть). По мере возрастания степени напряжения или понижения температуры часто наблюдается переход пластического разрушения к хрупкому разрыву при соответствующем резком снижении поглощаемой энергии. [c.124]

Таким образом, деление твердых тел на упругие, пластичные и хрупкие также до известной степени условно, так как характер деформации зависит от условий, типа напряжений, продолжительности их действия и других факторов. К хрупким твердообразным те.чам можно отнести неорганические материалы типа бетонов, керамики на основе различных оксидов и др. Металлы и сплавы обладают пластическими свойствами. Высокоэластическое и вязкотекучее состояния более характерны для органических пластиков. [c.421]

Пластики на основе отвержденных связующих эксплуатируются при температурах значительно ниже температуры стеклования последних. В этих условиях деформации сетчатых полимеров и особенно густосетчатых с жесткими цепями (отвержденные феноло- и меламиноформальдегидные смолы, кремнийорганические смолы, циклические олигомеры) являются чисто упругими разрушаются отвержденные связующие обычно хрупко. Деформационные и прочностные свойства таких полимеров сравнительно мало зависят от скорости и продолжительности приложения механической нагрузки, что обеспечивает высокую стабильность размеров и формы нагруженных изделий. [c.103]

Концепция поглощения энергии каучуком предполагает, что его частицы удерживают вместе противоположные поверхности растущей трещины. При этом они вытягиваются по мере того, как матричный материал подвергается разделению, и таким образом препятствует распространению хрупкой трещины. Поскольку каучук способен к значительным деформациям, предположено, что фаза каучука поглощает в процессе разрушения при растяжении значительно больше энергии, чем эквивалентный объем непрерывной фазы. Эта теория объясняла характерное побеление под напряжением, которое наблюдалось в упрочненных каучуками пластиках, подвергнутых растягивающим нагрузкам, и способность этих материалов достигать высоких степеней удлинения до разрушения. Однако она не давала удовлетворительного объяснения того, каким образом происходит поглощение энергии при испытаниях на ударную прочность. [c.86]

В кристаллическом полимере макромолекулы плотно упакованы и им трудно проявлять свою гибкость. Такие полимеры обычно твердые, жесткие материалы с высоким модулем упругости и малой деформируемостью. Однако Тст сохраняет свой смысл и для кристаллических полимеров. Для них она является температурой хрупкости, ниже которой кристаллические пластики хрупко разрушаются уже при малой деформации, как, напри-ме,р, очень хрупкие цепные кристаллические полимеры — селен и теллур. [c.78]

Прочностные характеристики(при статическом кратковременном нагружении). Для изотропных пластмасс определяется прочность на растяжение и сжатие для хрупких материалов — прочность на изгиб. Для анизотропных пластиков определяется прочность на растяжение и сжатие в двух взаимно перпендикулярных направлениях, совпадающих с осями симметрии, а также прочность на срез под углом 45° к направлениям осей симметрии. Поскольку при этом испытании заданы скорость деформации и температура, то получаемые характеристики имеют ценность только для условий эксплуатации, близких к условиям испытания (см. гл. УП). [c.310]

Для кристаллизующихся полимеров под простыми структурными элементами часто понимают кристаллиты, в аморфных полимерах — домены или посторонние включения или даже физические зацепления макромолекул. Для возникновения пластической деформации, обусловливающей холодную вытяжку полимера, предполагается необходимым наличие микрокавитаций в материале, возникающих в результате концентрации напряжения на каких-либо неоднородностях структуры материала [23, 24]. Расчет показал, что в результате локальных концентраций напряжения на неоднородностях возможно образование микропор при напряжениях на 2—3 порядка меньше среднего значения предела текучести материала. Эти микропоры Аргон рассматривает как зародыши пластической (вынужденной эластической) деформации, внутри которых холодная вытяжка облегчена в дальнейшем происходит рост такого зародыша. Одним из главных факторов, обеспечивающих возможность пла стических деформаций хрупких пластиков при введении в них эластомера, Аргон считает возникновение в многокомпонентной [c.7]

Кривые нагрузка — деформация углерод-углеродного пластика с трехмерной тканью характеризуются наличием области нсевдонластической деформации, что объясняется отрывом матрицы от волокна и ее микроразрушениями. Следовательно, в этом случае хрупкое разрушение исключается. Меньшая прочность композита при сжатии объясняется тем, что он разрушается путем смятия, а не сдвига, как блочный графит. [c.196]

В некоторых случаях прочность композиционных материалов превышает расчетную по правилу смеси со средней прочностью волокон. По записи акустической эмиссии установлено, что хотя накопление повреждений при испытании на растяжение слоистых пластиков на основе углеродных волокон и жгутов волокон с полуотвержденным связующим качественно аналогично установленному для жгутов без связующего, отвержденные слоистые пластики имеют более высокие модуль упругости, разрушающее напряжение и деформацию при разрушении по сравнению с по-луотвержденными материалами или жгутами без связующего [96] (рис. 2.52). Показатели прочности отвержденного материала лежат в области разброса расчетных данных, полученных по правилу смеси с учетом разброса прочностп волокон. Прочность композиционных материалов более высокая, чем рассчитанная по правилу смеси, может быть следствием высокой чувствительности прочности образцов к длине рабочей части (расстоянию между зажимами) для хрупких волокон, что и ожидается из статистического рассмотрения их разрушения, а расстояние между зажимами ири испытании волокон обычно значительно больше, чем расстояние между начальными дефектами, определяющее прочность волокон. [c.113]

В соответствии с этим при разрыве материала в высокоэластическом состоянии при малых деформациях (в отсутствие молекулярной ориентации) роль неоднородностей по сравнению с хрупким разрывом уменьшается, но еще заметна. Если учесть, что наиболее опасны трещины, расположенные перпендикулярно оси растяжения, и что при развитии больших деформаций в процессе ориентации полимера происходит ориентация и трещин [5—7], то хара1Ктерной особенностью полимеров в вынужденно-эластическом и высокоэластическом состояниях является образование тяжей из ориентированного материала между стенками трещин (про-я<вляющееся в появлении трещин серебра в пластиках, шероховатой поверхности на плоскости разрыва резин), видимых под микроскопом при растрескивании резин, что приводит к резкому уменьшению отрицательного влияния таких трещин на прочность [8]. [c.42]

Причины, вызывающие жесткость или хрупкость материала, полностью не изучены. Если материал не подвергается воздействию напряжений очень высоких концентраций, ведущих к образованию трещин или отверстий, то возможны некоторые виды локальных сдвигающих напряжений, которые происходят без заметного ослабления материала. Здесь вступает в действие закон Гука. В металлах сдвигающие усилия происходят благодаря тому, что у большинства из них кристаллическая решетка может деформироваться в определенных плоскостях, не вызывая ослабления структуры. Армированные пластики не могут вести себя подобно металлам из-за их специфической структуры. Некоторые виды смол, такие как полиэтилен, могут деформироваться подобно металлам, но это кажущееся сходство в механике деформации, очевидно, связано с явлениями термопластичности и ползучести материалов. Резины и им подобные материалы в инженерном понятии необычайно хрупки. Однако у них модуль Юнга настолько низок, что им можно пренебречь. На растянутом листе резины может образоваться трещина с такой же легкостью, как и на стекле. Жесткость армированных пластиков определяется адгезией смолы со стеклом и до какой-то степени контролируется их взаимодействием. Аппретирующий материал, наносимый на поверхность стекловолокна, становится немаловажным регулирующим средством. Таким видам волокон, как асбест, присуща низкая прочность при действии сдвигающих напряжений и поэтому армированные пластмассы на основе асбеста отличаются в основном не хрупкостью, а жесткостью. [c.147]