Напряжения и проскальзывания

В книге излагаются современные представления о механизмах истирания резин, рассматривается связь износостойкости с другими механическими свойствами резин, а также явления, происходящие в зоне контакта резин с контртелом, в частности шины с дорогой. Приводятся методы расчета и экспериментального определения напряжений, проскальзываний и работы трения в зоне контакта резинового изделия с истирающей поверхностью. [c.2]

Конечно, если повысить температуру до комнатной, подобные связи будут разрываться при условии, что напряженный сегмент цепи не подвергается никаким другим видам релаксации напряжения (проскальзывание, распутывание молекулярного клубка). Выявление разрывов связей в процессе увеличения температуры можно назвать критическим экспериментом в случае справедливости кинетического уравнения (5.57) и морфологической модели (рис. 7.5). Подобные исследования были [c.201]

При выборе конструктивных параметров, обеспечивающих высокую износостойкость, следует учитывать их влияние на напряжения, проскальзывания и работу трения. Кроме того, конструктивные параметры должны быть выбраны с таким расчетом, чтобы не ухудшались другие свойства шин (сопротивление качению, сцепление с дорогой и т. д.). [c.177]

Теплообмен во вращающихся барабанах. В [7] отмечено, что движение частиц ио вращающемся барабане вызывается напряжением трения между частицами и стенкой. Частицы двигаются по циклическому пути, как показано иа рис. 11. При отсутствии проскальзывания частицы у степки скорость частицы у стенки равна скорости барабана. В этом случае время контакта частиц [c.444]

Структурные изменения в пристенном слое существенно отличаются от тех, которые происходят в процессе течения в основной массе струи. Возникающие напряжения могут приводить к периодическому проскальзыванию пристенных слоев, что влечет за собой проявление нестабильности потока. В больщинстве случаев такая нестабильность проявляется по причине 5-6-кратной деформации, развивающейся в результате сдвига, и возникающих при этом нормальных напряжений. Необходимо отметить, что увеличение длины капилляра / ослабляет нестабильность процесса истечения концентрированных растворов и расплавов полимеров. Нарушение установившегося течения и профиля скоростей, которое выражается в искажении формы струи жидкости, вытекающей из капилляра, определяется как эффект эластической турбулентности . Область проявления эластической турбулентности соответствует увеличению эффективной скорости сдвига. Эта область смещается в сторону больших X и у при ослаблении входовых эффектов, при удлинении капилляра, при снижении г эф. [c.182]

В разделе 4.1.2. было показано, что сопротивление деформированию композитной прослойки может расти до тех пор, пока на всей площади контактных плоскостей-слоев касательные напряжения не достигнут своих предельных значений - пределов текучести при чистом сдвиге К,. В этот момент начинается проскальзывание и развитое течение металла композитной прослойки по контактным [c.227]

Еще большие напряжения вызывают деструкцию надмолекулярной организации, включая переориентацию сегментов цепи и ламеллярных кристаллов (поворот кристаллов, наклон и проскальзывание цепей), раскрытие пустот и первые разрывы цепей. Эти процессы соответствуют пластической деформации. Как будет показано в последних главах, именно на этой стадии большая часть подведенной энергии переходит в тепло. Поскольку деформирование возобновляется почти с постоянного [c.41]

Механизмы восстановления (релаксации) напряженных цепей рассматривались попутно при исследовании прочности связи и нагружения цепи. Такими механизмами являются проскальзывание цепи относительно окружающей матрицы (энталь-пийная релаксация), изменение конформации цепи (энтропийная релаксация) или ее разрыв. [c.147]

Втягивание напряженной цепи путем проскальзывания обусловливает экспоненциальный закон релаксации напряжения [c.147]

Установлено, что для разрушения цепей даже после релаксации напряжения (через 20 мин после начала процесса) не только необходима целостность кристаллических блоков, но такл<е тесное постоянное боковое сцепление между микрофибриллами в фибрилле и между фибриллами в волокне. Как и в гл. 5, при детальном рассмотрении поведения одиночных цепей отметим, что сдвиговое смещение концов микрофибрилл в поле межфибриллярных сил сцепления допускает передачу усилий сдвига, которые накапливаются на пути передачи напряжения до величины осевого напряжения ст. Релаксация данного напряжения происходит при постоянном удлинении волокна. Продолжающийся разрыв цепей указывает, что осевые деформации микрофибрилл остаются постоянными в процессе подобной релаксации. Однако такие деформации могут быть постоянными лишь в отсутствие заметного проскальзывания микрофибрилл или фибрилл. [c.192]

Локальные молекулярные напряжения частично можно устранить за счет проскальзывания цепей или распутывания молекулярных клубков. В термопластах времена релаксации, соответствующие вязкоупругим деформациям при комнатной температуре, имеют порядок от миллисекунд до минут, т. е. меньше длительности механического воздействия или сравнимы с ней. Тогда при быстром нагружении можно достичь высоких [c.197]

В разд. 7.1 был рассмотрен разрыв цепей термопластичных полимеров под действием напряжения. Показано, что разрыв цепи происходит всякий раз, как только межмолекулярные силы, действующие на плотно уложенные участки вытянутых (проходных) молекул, становятся достаточно большими, чтобы оказать такое сопротивление проскальзыванию сегмента в про- [c.213]

Применение данного косвенного метода ограничено областью температур Тс.Т, в которой проскальзывание цепей еще незначительно, и областью молекулярных напряжений г15>1 )й(7 1). Более того, метод не позволяет решить проблему, присущую всем измерениям методом ЭПР, а именно определить, равна ли абсолютная концентрация разорванных связей удвоенному количеству измеренных свободных радикалов или она будет (значительно) больше. [c.230]

Выявилось принципиальное влияние свойств основной цепи на удельную ударную вязкость. Цепь не столь сильно влияет на удельную ударную вязкость через величину напряжения j b, которую она может выдержать до момента своего разрыва или распутывания, как через энергию, рассеиваемую до достижения данного значения г 5ь. Нагружение цепей при сдвиге вызывает их смещение относительно друг друга. Поэтому максимум рассеяния энергии достигается в случае, если межмолекулярные напряжения сдвига недостаточно велики, чтобы вызвать разрыв цепи (см. выражение (5.41)), и если цепи распутываются с трудом, так что возникает проскальзывание в больших областях объема материала (рис. 8.28). [c.277]

По-видимому, оно обоснованно и для большинства полимерных расплавов, которые представляют собой вязкоупругие жидкости почти при всех условиях течения. Экспериментальное подтверждение отсутствия проскальзывания полимерных расплавов при низких скоростях течения было дано ден Оттером [121. Он использовал для наблюдений частицы гель-фракции, введенные в расплав полиэтилена, и изучал условия течения вблизи стенки. Эксперименты, в которых использовались трассеры большого размера, показали возможность появления проскальзывания на стенке [13, 14]. Часть этих наблюдений ден Оттер интерпретировал как артефакты, возникшие из-за несовершенства экспериментальной системы и больших размеров трассеров. Проскальзывание на стенке может наблюдаться также при высоких скоростях течения в области разрушения расплава (см. гл. 13). Этот случай типичен, например, для расплавов ПЭВД [15]. Явление, которое имеет место при повышенных скоростях течения, — стик—слип (отлипание—прилипание) заключается в том, что под действием растягивающих напряжений расплав отрывается от стенки (силы адгезии преодолеваются) и прилипает обратно, когда напряжения восстанавливаются [14]. В любом случае, особенно при скоростях ниже области разрушения расплава, используют условие прилипания. [c.115]

С этой точки зрения уместно кратко рассмотреть механизм действия так называемых пластификаторов , упомянутых в гл. 2, которые добавляют в высоковязкие и термочувствительные полимеры при их переработке. Эти добавки, будучи несовместимыми с полимером при температурах переработки, мигрируют к поверхностям перерабатывающего оборудования и вытесняют расплав с границы металл—полимер. Поскольку вязкость пластификатора значительно ниже вязкости расплава, а уровень напряжений очень велик, между пластификатором и расплавом возникает высокий градиент скорости. Таким образом, если толщина слоя пластификатора минимальная, расплав движется с заметной скоростью относительно металлической поверхности, и кажется, что имеет место явление проскальзывания на самом деле ни пластификатор , ни полимер не скользят относительно стенки. Так, если толщина слоя пластификатора равна 100 A, его вязкость — около 0,1 Па-с, а напряжения сдвига вблизи поверхности составляют 5-10 Па (обычно [c.115]

На границе двух несмешивающихся жидкостей должны удовлетворяться следующие условия а) непрерывность как тангенциальных, так и нормальных составляющих скорости (это подразумевает отсутствие проскальзывания на границе) б) непрерывность касательных напряжений в) баланс разности нормальных напряжений на поверхности с поверхностными силами. Таким образом, нормальные напряжения на поверхности не непрерывны, и их скачок определяется выражением [c.116]

Иными словами, механодеструкция в большей степени протекает у полимеров в стеклообразном состоянии, в меньшей — в высокоэластическом, и еще в меньшей — в вязкотекучем. В таком же порядке уменьшается и величина механических напряжений, которые надо приложить к полимеру, чтобы вызвать разрыв или проскальзывание его макромолекул. Таким образом, в полимерах можно осуществить прямое превращение механической энергии з химическую, так как образующиеся активные осколки макромолекул (радикалы) могут инициировать реакции полимеризации мономеров, реакции с активными участками других макромолекул, реакции с кислородом или другими низкомолекулярными примесями и добавками в полимерах. В ряде случаев могут образовываться разветвленные и сшитые структуры. Путем механической обработки смесей полимеров или полимеров с жидкими мономерами получают блок- и привитые сополимеры, т. е. этот сравнительно недорогой и доступный прием обработки позволяет проводить химическую модификацию полимеров. [c.251]

Установление величины продольных напрял<ений и соответствующих им продольных перемещений является важной задачей с точки зрения оценки несущей способности изоляции. В процессе такого перемещения изоляция, очевидно, работает в неодинаковых условиях по периметру трубы. Наибольшие касательные напряжения возникают в покрытии, находящемся в пределах угла опирания трубы на грунт. К этому еще следует добавить воздействие на изоляцию таких концентраторов напряжения, как твердые включения грунта или камни. В этой части трубы пленочная изоляция, как правило, сдвигается по подклеивающему слою с образованием гофров и складок. В верхней части трубы в зависимости от степени сцепления грунта с изоляцией возможно проскальзывание грунта по изоляции с сохранением сплошности последней. Однако на практике чаще всего здесь также наблюдается сдвиг покрытия по подклеивающему слою с образованием гофров и складок. В принципе, при продольном перемещении трубопровода возможен такой вариант, когда труба сдвигается относительно изоляционной оболочки по слою вязкотекучей грунтовки. Однако это случай, учитывая неравномерность распределения напряжений по периметру трубы и комковатость грунта, маловероятен. [c.13]

Изменения в поверхностных слоях металлов, происходящие в результате взаимодействия с зернами абразива, выражаются в изменении напряженного состояния и степени пластической деформации поверхностей трения [73]. Перекатывающиеся с проскальзыванием по поверхности металла зерна абразива подвергают ее циклическому нагружению. Нагрузка от действия даже единичных зерен воспринимается поверхностными слоями и передается глубинным слоям, увеличивая напряженное состояние слоев металла, лежащих под поверхностью трения. [c.14]

Способность пены выносить буровой шлам зависит от квадрата скорости ее движения в кольцевом пространстве и реологических свойств пены. Последние зависят главным образом от вязкости воздуха и жидкости и от ОДГ в пене (рис. 7.14). При ОДГ в диапазоне 0,60—0,96 пена ведет себя как бингамовская вязкопластичная жидкость. Для определения зависимости между давлением и скоростью течения можно воспользоваться уравнением Бакингема (см. уравнение (5.12) в главе 5) с учетом поправок на проскальзывание у стенки трубы и на изменения в соотношении воздуха и воды (следовательно, и вязкости) при различных давлениях. Бейер получил зависимости между проскальзыванием, напряжением сдвига у стенки и ОДЖ, а также между вязкостью пены и ОДЖ на основании стендовых экспериментов. На базе этих зависимостей и уравнения Бакингема они разработали математическую модель, которая описывает течение пены в вертикальных, трубах и кольцевом пространстве. Для определения оптимальных расходов и давлений газа и жидкости, времени циркуляции и несущей способности пены в планируемых работах по капитальному ремонту скважин могут быть использованы/программы для ЭВМ, основанные на этой модели течения. Всякий раз, когда такие работы проводят на новых месторождениях или при иных условиях, необходимо заново выполнять тщательные расчеты. [c.286]

Исследование повреждаемости роликов из среднеуглеродистой стали при обкатывании с проскальзыванием показало интенсивное образование выкрашивания поверхности ролика при отрицательном направлении (относительно вращения) скольжения и напряжениях 600 МПа. Это связано с опережающим подповерхностным течением металла. При наличии проскальзывания трещины выкрашивания под действием тангенциальных сил более разветвлены, чем при чистом качении. Степень шероховатости поверхности в процессе обкатывания увеличивается, что объясняется процессами схватывания и царапания. [c.16]

Вследствие образования пристенного слоя коагулированной суспензии разрушение структуры при течении происходит на некотором расстоянии от стенки, там, где вызванное ею упрочнение затухает. Это исключает проскальзывание и позволяет обойтись без рифления и нарезок на передающих напряжение поверхностях, поскольку такого рода рифления, как показали Е. М. Соловьев, Н. М. Касьянов и др., иска рают реологические измерения. [c.245]

Как уже отмечалось, УР не характеризует действительного предела текучести. Фактически в результате проявления эффекта проскальзывания график консистенции приближается к оси напряжений асимптотически, так что истинное значение предельного динамического напряжения сдвига по определению Грина (т. е. напряжения, необходимого для начала ламинарного течения) неопределенно. Для практических целей начальное значение предельного статического напряжения сдвига является, по всей вероятности, наилучшей мерой фактического значения предельного динамического напряжения сдвига. [c.182]

Рис. 5.61. Зависимость скорости проскальзывания частиц шлама от предельного динамического напряжения сдвига для сферы диаметром 24 мм

Единственным видом капиллярных вискозиметров, в которых успешно могут исследоваться в щироком интервале напряжений вязкостные свойства неньютоновских жидкостей, являются вискозиметры постоянного расхода, В таких приборах скорость сдвига не постоянна поперек канала, а изменяется от нуля на оси капилляра до максимума на стенке. Следовательно, результаты измерений и их истолкование не столь очевидны и достоверны Часто скорость сдвига может не быть одтюзначной функцией напряжения сдвига даже для реостабильных жидкостей. Причина заключается в том, что стенка способствует повышенному ориентированию тех молекул или частиц, которые находятся вблизи ее. Это приводит к возникновению эффекта проскальзывания на стенке. [c.16]

При качении автомобиля шина деформируется, в результате чего увеличиваются площадь контакта шины с дорогой и ширина профиля покрышки, но в то же время уменьшается ее диаметр. Наружные слои боковых стенок покрышки растягиваются, а внутренние — сжимаются. Одновременно происходит сжатие и проскальзывание элементов протектора, в основном в зоне выхода шины из контакта с дорогой, где касательные напряжения, обусловленные действием приложенного к колесу крутящего момента или боковой силы, достигают максимального значения. [c.35]

По принципу действия различают ротационные вискозиметры с постоянной скоростью сдвига и с постоянным напряжением сдвига [11]. Условия сдвига, наиболее близкие к идеальным, реализуются нри минимальном зазоре между цилиндрами. Проскальзывание в ро- [c.439]

Усталостный износ является основным видом износа резиновых изделий. Он проявляется при небольших значениях силы трения между резиной и истирающей поверхностью При этом на истираемой поверхности обычно не образуется царапин. Его интенсивность меньше, чем фрикционного и абразивного износа. Стойкость резин к этому виду износа определяется выносливостью резин к многократным деформациям, так как местные напряжения и деформации, возникающие от неровностей на истираемой поверхности в точках соприкосновения с контртелом, в результате проскальзывания трущихся поверхностей многократно повторяются. Повышение прочности, усталостной выносливости, стойкости к старению и снижение модуля упругости и гистерезисных потерь снижает усталостный износ. [c.155]

Болты с распорными цангами и распорными втулками можно вводить в эксплуатацию сразу же после установки болтов в скважины. При необходимости они могут быть извлечены из скважины и использованы повторно. Закрепляются эти болты с помощью монтажных трубок, которые служат для распора цанг и фиксирования глубины заделки. Скважины для конических болтов с распорными цангами и втулками могут заливаться цементным раствором при напряженном рабочем состоянии цанговых креплений. Такая необходимость возникает в помещениях с агрессивной атмосферой, а также для оборудования, подверженного динамическим воздействиям. Самоанкерирующиеся болты могут иметь глубину заложения в 3—4 раза меньше, чем обычные болты, т. е. глубину анкеровки, равную 10—15 диаметром болта. Болты с распорными цангами можно устанавливать на расстоянии от боковой грани фундамента не менее 10 диаметров болта. При низкой прочности бетона может происходить нарушение анкеровки путем выдергивания конусной части болта из цанги при вдавливании цанги в бетон. В этом случае конусная часть болта снабжается буртиком, препятствующим проскальзыванию конуса в цанге. При наличии буртика бетон работает не на контактную прочность, а на скалывание, поэтому малая глубина анкеровки становится неприемлемой. [c.304]

Исторически первые эксперименты со свободными механорадикалами с использованием метода ЭПР были выполнены в институте им. Иоффе в Ленинграде в 1959 г. [1] на размолотых или раздробленных полимерах, причем образцы исследовались после завершения процесса разрушения. Для объяснения влияния параметров структуры и условий нагружения на кинетику образования свободных радикалов под действием напряжения необходимо изучить поведение высоконапряженных цепей в процессе их нагружения методом ЭПР. Как подчеркивалось в гл. 5, заметное упругоэнергетическое деформирование цепи можно получить лишь в том случае, если цепь не может сама снять свое напряжение путем изменения конформации или проскальзыванием в поле приложенных одноосных сил. Наоборот, механический разрыв цепи должен указывать, что в момент разрыва не только были достигнуты осевые напряжения ф, равные прочности цепи 1 )с но и что подобное состояние сохранялось в течение времени, равного средней долговечности Тс сегмента цепи. [c.187]

С учетом всех перечисленных выше фактов предлагается следующая модель деформационного поведения эластомеров ниже их температуры перехода в стеклообразное состояние. В области I межмолекулярное притяжение достаточно сильное и сегменты цепей подвергаются энергоэластическому деформированию. Вначале постеиенно и затем за пределом вынужденной эластичности более активно происходит проскальзывание и иереориентация сегментов цепей. Разрыв цепей незначителен, поскольку цепи проскальзывают, а не разрываются. В температурной области II, где происходит хрупкое разрушение независимо от предварительной ориентации, межмолекулярное притяжение, по-видимому, достаточно велико, так что осевое нагружение сегментов цепей сравнимо с их напряжением разрушения. При отсутствии локального деформационного упрочнения наибольшая трещина, возникающая в образце в процессе его деформации до значения 5%, будет быстро расширяться, вследствие чего прекратится рост любых других зародышей трещин. На примере термопластов было показано, что образования, по существу, одной плоскости разрушения едва достаточно для получения регистрируемого количества сво- [c.214]

Совершенно ясно, что роль нагружения цепи и ее разрыв будут совсем разными для трех механизмов, определяющих прочность полимера. В данной книге неоднократно утверждалось, что способность цепных молекул нести нагрузку становится более эффективной, если ориентация цепи и межмолекулярное притяжение вызывают постепенное накопление больших напряжений вдоль оси цепи и препятствуют проскальзыванию последней и образованию пустот. Именно по этой причине высокоориентированные волокна полимеров наиболее удобны для изучения нагружения цепи и ее разрыва. В гл. 7 были рассмотрены экспериментальные результаты образования механорадикалов и их преобразование. В отношении феноменологических представлений о процессе разрушения в литературе мало разногласий. В первом разделе данной главы будет рассмотрен наиболее спорный вопрос о возможном влиянии разрыва цепи и реакций радикалов на предельную прочность. [c.227]

Если число разорванных цепных сегментов полностью соответствует определенному путем анализа числу концевых групп и если каждый сегмент разрывается при предельном значении напряжения, полученном с помощью анализа искаженных полос ИК-поглощения, то накопленные молекулярные напряжения будут сравнимы по порядку величины с приложенным макроскопическим напряжением. В таком случае следует предположить, что кроме конформационной перестройки и проскальзывания цепн заметное влияние на кривые напряжение—деформация оказывают акты разрыва цепи. Пока ленинградский материал ПП является единственным полимером, который оказался подходящим для обоих видов указанного выше ИК-ана-лиза. В приведенной литературе [4—33] отсутствуют ссылки на случаи объяснения зависимостей напряжения от дефор1ма-ции или от времени для данного материала ПП с учетом кинетики образования в нем концевых групп. [c.247]

Обобщая приведенные выше результаты, можно прийти к выводу, что при воздействии на высокоориентированные волокна циклической нагрузки, которая всегда остается положительной по знаку, единственным механизмом усталости является гистерезисное выделение тепла. Однако если в цепях и фибриллах возможна релаксация напряжения, деградация вместо эффекта деформационного упрочнения и переориентация цепей и фибрилл, то преимущественным фактором будет начало роста и распространение трещин. Таким образом, усталостный механизм, описанный Банселлом и Хирлем [77, 79], проявляется в усилении межфибриллярного проскальзывания и росте трещин почти параллельно направлению нагружения. Данный вопрос будет рассмотрен в следующем разделе. Характерные усталостные механизмы также четко проявляются в неориентированных полимерах. Они будут рассмотрены в разд. 8.2.3 данной главы и в следующей главе. [c.263]

Можно было бы ожидать, что буровой раствор, вязкость которого определяется преимущественно структурной составляющей, будет более эффективно выносить шлам из скважины, чем ньютоновская или близкая к ней жидкость. Однако экспериментальные данные свидетельствуют об обратном. Хопкин установил, что из всех реологических параметров скорость проскальзывания частиц шлама лучше всего коррелируется с предельным динамическим напряжением сдвига (рис. 5.61). Тем не менее, Сифферман нашел, что буровые растворы с предельным динамическим напряжением сдвига около 10 Па имеют почти такой же коэффициент переноса, как и ньютоновские масла эквивалентной вязкости. Однако в этих экспериментах не полностью воспроизводились скважинные условия. Буровой раствор закачивали в нижнюю часть колонны центробежным насосом, в результате структурная вязкость должна была снижаться до очень низких значений, что характерно для условий у долота. В скважине по мере подъема бурового раствора по кольцевому пространству структурная вязкость восстанавливается, а в экспериментах при сравнительно небольшой длине колонны для этого было слишком мало времени. [c.231]

Оба этих замечания свидетельствуют, что величины деформации, рассчитанные с помощью указанных выше уравнений, лишь примерно равны реальным степеням деформации. Более того, формирование наноструктуры при ИПД происходит под действием не только внешних, но и внутренних напряжений (см. 1.2). Вместе с тем, между величиной последних и истинными деформациями нет жесткой связи. Подтверждением этого является формирование обычно однородной структуры по диаметру образцов, подвергнутых ИПД кручением, хотя в соответствии с выражениями (1.1) и (1.2) в центре образцов не должно происходить существенного измельчения микроструктуры. В связи с этим при исследовании процессов эволюции микроструктуры в ходе ИПД кручением часто более правильно рассматривать число оборотов, а не величину деформации, рассчитанную с помощью аналитических выражений. Это положение становится особенно важным при обработке труднодеформируемых или хрупких материалов, где возможно проскальзывание между бойками и образцом или растрескивание последнего. Для их устранения необходимо повьппение приложенного давления, но это создает дополнительные технологические трудности в подборе более прочного материала бойков, оптимизации конструкции оснастки. [c.12]

Увеличение давления верхнего затвора в начале цикла смешения при заполненной камере также может способствовать росту гидростатического давления в массе еще неперемешанной композиции. Оно не должно оказывать влияния на уровень напряжений сдвига. Однако косвенно, путем уменьшения пустот и проскальзы-ва/ния на рабочих поверхностях, повышение давления верхнего затвора приводит к повышению напряжения сдвига. При низких давлениях затвора проскальзывание смеси — частое явление. В этом случае расчетные значения т (4.4) не достигаются. [c.153]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология