Разрушение резин и концентраторы напряжений

Таким образом, нанесение на поверхность резины концентратора напряжений, размер которого с со (возникновение дефектов таких размеров, по-видимому, наиболее вероятно как при изготовлении, так и эксплуатации РТИ), приводит к уменьшению влияния окислительного воздействия на процесс усталостного разрушения. [c.195]

При действии агрессивной среды (деструкция, набухание) на резину, находящуюся под постоянной растягивающей нагрузкой, время до ее разрушения определяется скоростью диффузии среды и нагрузкой и может быть рассчитано из формулы, связывающей время до разрыва резины и напряжения х=Ва , и закона суммирования повреждений Бейли в предположении, что напряжением в слое резины, в который проникла жидкость из-за уменьшения модуля упругости, практически можно пренебречь. Такой способ расчета можно использовать, например, для резины из бутилкаучука в азотной и уксусной кислоте. При локальном разрушении (образование трещин), как, например, при контакте резины из СКФ с азотной кислотой, разрыв происходит быстрее, чем следует по расчету, из-за наличия концентраторов напряжения. Ряд особенностей разрушения резин при растяжении связан с изменением их структуры, основным из которых является ориентационное упрочнение. Молекулярная ориентация при растяжении сопровождается разрушением слабых структур (размягчение) и приводит к появлению так называемой критической деформации екр, т. е. в результате увеличения деформации растяжение резины приводит к уменьшению ее долговечности только до определенной критической деформации, выше которой долговечность увеличивается (до определенной степени деформации). При действии жидких сред вследствие набухания резины, более равномерного распределения напряжений, ослабляющих роль ориентационного упрочнения в вершинах трещин, область критической деформации сдвигается в сторону больших деформаций по сравнению с действием той же газообразной среды (табл. 4.10). [c.124]

При коррозионном растрескивании такой расчет неприменим из-за резкого ускорения разрушения резины при наличии концентраторов напряжения, что в расчете не учитывается. Более общим, применимым как в отсутствие, так и при наличии коррозионного растрескивания, является использование для прогнозирования долговечности резин ее связи с ползучестью при различных концентрациях агрессивной среды. Так как разрушение растянутых резин в агрессивной среде является проявлением статической усталости материала под действием напряжения, ускоренной влиянием среды, то существует непрерывный переход между процессами в отсутствие и в присутствии агрессивной среды. Связь между долговечностью Тр и скоростью ползучести е в широком интервале концентраций (начиная с 0) [c.141]

В еще большей степени температура Т отличается от Тхр свободных резин, определенной в той же области скоростей деформации (2 м/с). Учитывая, что Т относится и к точкам, соответствующим Ы=, т. е. разрушению от единичного удара (так же, как и при определении Т хр), можно сделать вывод, что резкое повышение Гхр резины уплотнительного элемента обусловлено действием на него внешнего концентратора напряжения [c.92]

Менее жестким режимом разрушения под действием концентратора напряжения является режим при прорыве тонкой резины шариковым индентором [51]. [c.94]

В меньшей степени влияние сопряженного с резиной жесткого материала должно сказываться при ее разрушении под действием внешнего концентратора напряжения, например, при разрезании, так как в этом случае даже свободный образец разрушается в условиях ограничения деформации и дополнительное их ограничение лри приклеивании может дать небольшой эффект. Одна- [c.125]

Разрушение при наличии концентратора напряжения. Воздействие жидких агрессивных сред на резины обычно сопровождается набуханием, которое существенно влияет на поведение напряженных резин из-за двух противоположных эффектов. С одной стороны, это благоприятное действие на прочностные свойства [54] —выравнивание напряжений, облегчение ориентации при растяжении из-за увеличения подвижности молекул (оно наблюдается и на пластиках [55, 56]), с другой сторо- [c.153]

В заключение необходимо подчеркнуть, что прочность полимеров, как правило, в несколько раз ниже теоретической, что обусловлено наличием дефектов — концентраторов напряжений. Наличие дефектов приводит к тому, что определяемое значение прочности является среднестатистическим. Существует разброс значений прочности и проявляется влияние масштабного фактора на прочность. Теорией, качественно правильно объясняющей закономерности прочности твердых полимеров, является теория Гриффита, отклонения от которой тем больше, чем большая доля упругого напряжения в разрушаемом образце идет на потери, связанные с процессами деформации. Наряду с понятием прочности по Гриффиту существует понятие долговечности, т. е. времени, в течение которого образец разрушается под действием данного напряжения, меньшего чем Ор. Установлена прямая пропорциональность между 1дтр и а для твердых полимеров, малодеформируемых в момент разрушения, и прямая пропорциональность между ]gтp и lga для эластичных полимеров (резин). Аналогичным образом прн динамическом режиме нагружения циклическими нагрузками существует прямая пропорциональность между gNp и ао для твердых полиме- [c.212]

Помимо рассмотренного пути усиления эластомеров в них может иметь место и другой, менее эффективный путь, не связанный с развитием больших деформаций. Это — влияние наполнителя на структуру материала [95]. При образовании граничного слоя повышенной плотности, что может реализоваться в эластомерах [20] из-за большой гибкости их молекул, должно наблюдаться упрочнение аморфных эластомеров. Существование такого псевдозастеклованного слоя, обнаруживаемого по отсутствию аддитивности коэффициентов линейного расширения в системе полимер — наполнитель, предполагается на полистироле и асбесте в СКМС-30 [96]. На резинах, содержащих технический углерод, до 30%, как известно [97], такая аддитивность наблюдается введение технического углерода не влияет на резин, что позволяет предположить отсутствие заметного изменения механических свойств приграничных слоев полимера. С этим коррелируется отсутствие активности у некоторых типов технического углерода в резинах при малых деформациях. В кристаллизующихся эластомерах наполнители, промотируя кристаллизацию при малых деформациях (чего можно ожидать [98, с. 138 86]), также могут вызывать упрочнение в этих условиях. Вероятность проявления усиливающего действия наполнителей. в полимерах, находящихся В высокоэластическом состоянии, при их разрушении в условиях малых деформаций больше, чем для хрупкого состояния, так как в первом случае концентраторы напряжений играют значительно меньшую роль. Таким образом, отсутствие упрочняющего действия ряда активных наполнителей в эластомерах при малых деформациях или даже разупрочнение должно проявляться не всегда. [c.72]

Тип полимера [58]. Разница в режимах разрушения резин при растяжении и резании обусловливает и качественное различие их прочностного поведения в этих условиях. Если при растяжении перед разрывом в резинах из аморфных полярных каучуков реализуется сильная молекулярная ориентация, а в резинах из кристаллизующихся каучуков при этом происходит и кристаллизация, что в обоих случаях приводит к резкому увеличению их прочности по сравнению с резинами из остальных аморфных каучуков, то при резании процесс развивается более сложно. При коротких временах, пока не успевают развиться релаксационные процессы, разрушение протекает как псевдохрупкое. Во всех резинах под ножом фиксируется неориентированная или слабоориентированная структура, что должно привести к нивелированию прочности различных резин близкой химической природы. Это нивелирование усиливается тем, что при резании сильно уменьшается роль дефектов, так как разрушение идет не по месту наиболее опасного дефекта, как при разрыве, а по задаваемому месту действия концентратора напряжения. Указанные соображения подтверждаются на резинах из углеводородных каучуков. [c.108]

Увеличение сопротивления резины в РТМ разрушению под действием концентратора напряжения коррелируется с увеличением сопротивления продавлпванию резинотканевых прокладок (по сравнению с резиновыми) в уплотняемые зазоры в кузнечно-прессовом оборудовании [93]. [c.128]

При одновременном действии агрессивной среды и напряжения сильное ослабление материала проявляется при быстрых наложениях нагрузки либо при наличии значительных концентраторов напряжения [57]. Кроме того, несмотря на то что обычно растрескивание растянутых резин под воздействием физически агрессивныл сред наблюдается редко, оно все-таки имеет место при действии на резины сильно ароматизированного автомобильного топлива. В связи с этим представляет интерес работа [57], в которой процесс разрушения моделировался на образцах с надрезом. Эти образцы растягивали, помещали в жидкую среду и определяли их время до разрыва. [c.154]

Во второй главе этой книги, посвященной классическому рассмотрению хрупкого разрушения, подробно обсуждалась концепция трещин (макроскопических или микроскопических) как концентраторов напряжения, инициирующих разрушение. В кристаллических телах они связаны с существованием и движением дислокаций, границ кристаллитов и т. д. В резинах молекулярная структура представляет собой не квазижесткую решетку, а систему гибких беспорядочно ориентированных цепей, образующих трехмерную сетку. Цепи такой сетки имеют различную длину при растяжении сетки в первую очередь разрываются обычно наиболее короткие из них. Таким образом, наиболее короткие цепи часто можно рассматривать как зародыши, инициирующие процесс разрушения. [c.288]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология