Разрушение материала разрыв

Разрушение материала (разрыв связей) может происходить не под влиянием термоокислительных процессов, а в результате, кратковременного действия повышенной температуры теплового удара). Тепловому удару может подвергаться изоляция эмалированных проводов, например, при растяжении (при изгибе провода), которое превышает критические значения, допустимые для данного типа изоляции и данной температуры. Чувствительность к тепловому удару связана с особенностями структуры пространственного полимера. При малом расстоянии между цепями и частом расположении поперечных связей при нагревании растянутой пленки возникают дополнительные напряжения. Это связано с тем, что тепловому перемещению участков цепей оказывают сопротивление поперечные связи (в отличие от термопластичных полимеров и полимеров с редкими связями). Вследствие этого воздействие тепловой энергии на растянутые участки вызывает разрыв связей и разрушение материала. Поэтому необходимо ограничивать либо допустимые степени растяжения, либо допустимые температуры эксплуатации. [c.80]

Прочность — свойство материала сопротивляться разрушению под действием механических напряжений. Как известно, разрушение материала происходит под действием приложенного внешнего усилия (разрыв в зажимах динамометра, разрушение под действием ударной нагрузки и т. п.), при быстром охлаждении из расплава, когда в нем возникают значительные остаточные (внутренние) напряжения, под действием которых вскоре может произойти растрескивание, и, наконец, под действием внешних сил, когда в образце возникает шейка, хотя в этом случае части образца связаны между собой через шейку, однако целостность образца фактически нарушена. [c.194]

Разрушение — это разрыв связей между элементами тела (атомами. молекулами, ионами), приводящий к разделению образца и а части (разрыв или скОл). Сопротивление материала разрушению принято называть прочностью ли механической прочностью. [c.208]

А. П. Александров и С. Н. Журков [99] предложили статистическую теорию прочности хрупких тел. Согласно развитым ими представлениям разрыв происходит не только одновременно по всей поверхности разрушения, но и постепенно. Разрыв начинается с самого опасного очага разрушения, где напряжение достигает значения, сравнимого с величиной теоретической прочности. Затем происходит разрушение в других дефектных местах. Рост трещин заканчивается разрушением материала. [c.17]

Усталостные свойства полимерного материала характеризуются чаще всего числом циклов до разрушения (полный разрыв, растрескивание) или по снижению какой-либо характеристики, например прочности при растяжении, после определенного времени циклического нагружения. [c.176]

В результате этого повышаются прочностные характеристики, так как при разрушении материала требуется одновременный разрыв по большему числу структурных элементов. [c.63]

Устойчивость к истиранию. Изнашивание — процесс, вызывающ ий ухудшение свойств или постепенное разрушение материала под действием различных факторов. Истирание — это изнашивание волокон и нитей в результате внешнего трения. Оно возникает при их контакте с истирающими материалами (абразивами) и сопровождается уменьшением массы изнашиваемого материала. Устойчивость волокон к истиранию обычно оценивают числом циклов, вызывающих их разрушение. На основании экспериментов разных авторов можно считать, что высокой устойчивостью к истиранию обладают волокна и нити, имеющие большие прочность на разрыв и долю обратимой деформации, но низкие модуль жесткости и коэфф. трения. Для истирания хиМич. волокон используют приборы с вращающимся или с качающимся абразивом. [c.454]

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 течение длительного времени полагали, что потеря сплошности материала (разрыв или скол) наступает тогда, когда напряжение (нормальное или тангенциальное) достигает некоторого предельного критического значения, и что при меньших напряжениях разрушения не происходит. [c.219]

Механизм усталости еще недостаточно выяснен. Считают [3, 162], что длительное статическое и циклическое нагружение при сравнительно небольшом уровне напряжений вызывает на первой стадии разрыв адгезионных связей между волокнами и связующим, особенно существенный на тех участках, где усилие направлено перпендикулярно расположению волокон. По мере возрастания напряжений в связующем появляются трещины (вторая стадия), которые постепенно разрастаются и способствуют разрушению материала (третья стадия). Поэтому несовершенства структу- [c.154]

Будет ли происходить разделение цепных молекул или их разрыв при разрушении материала, определяется естественно соотношением между энергиями, необходимыми для этих эффектов. Следует иметь, однако, в виду, что уже при довольно небольших длинах цепных молекул более легко происходит разрыв, а не разделение. [c.134]

Под разрушением материала в обшем виде можно понимать процесс преодоления взаимодействий между атомами и молекулами. Особенностью разрушения реальных материалов под влиянием механических сил является его локальность, в результате чего потеря целостности материала (растрескивание, разрыв, отделение крошки) происходит не во всей массе, а в отдельных областях. [c.9]

При ст = О формула (4) переходит в классическое уравнение Аррениуса для температурной зависимости скорости разрушения материала. В соответствии с представлениями кинетической теории разрущения должна существовать тесная связь между процессами термо-и механодеструкции. В обоих процесса элементарным актом является разрыв химической связи в полимерной цепи, сопровождающийся образованием свободных радикалов в месте разрыва. Образовавшиеся свободные радикалы вступают в химические реакции и (или) быстро перегруппировываются с образованием более стабильных радикалов. Выделяющиеся из образца в результате его механодеструкции продукты могут быть результатом подобных реакций. Обнаружение и анализ следов таких низкомолекулярных продуктов, образующихся при разрушении, можно проводить методом масс-спектрометрии при условии, что эти продукты можно ввести в ионный источник. [c.73]

Было установлено, что существенную роль в разрушении играют тепловые колебания атомов, которые на отдельных (дефектных) участках могут создавать на межатомных связях рывки нагрузки, сила которых сопоставима с прочностью связи на разрыв. По этой причине в материале идет постоянное разрушение связей, накопление во времени повреждений. Конечным итогом этого процесса является разрушение материала при действии напряжений, которые заведомо меньше критических. [c.47]

При наложении внешней нагрузки в идеальном твердом материале происходит изменение валентных углов и увеличение расстояний менаду атомами. Внешне это проявляется в деформации материала, величина которой, однако, очень мала. Когда расстояние между атомами увеличивается, происходит резкий спад потенциальной энергии и, как следствие этого, разрыв материала. Деформация материала вплоть до разрыва полностью обратима. Она носит название гуковской, причем величина деформации с достаточно хорошим приближением прямо пропорциональна приложенной силе. Эта деформация характерна для любого твердого тела независимо от того, какие другие деформационные процессы протекают в материале при наложении силового поля. На достаточно большом удалении (в сторону низких температур) от точки стеклования, где полностью исключены колебательные и вращательные движения молекулярных групп полимера, такая упругая деформация является единственным типом деформации. На рис. 12.10 область проявления только этого типа деформации обозначена цифрой I. Разрушение материала при очень малой (обычно ниже 1%) деформации называют хрупким разрушением, а предельная температура, ниже которой оно имеет место, — температурой хрупкости. Уже отмечено, [c.289]

Величина Цо характеризует энергию связей, которые надо разорвать при разрушении материала. Для высокоориентированных волокон величины Уо колебались в пределах от 35 до 56 ккал/моль, что соответствует энергии химической связи. Это дало основание утверждать, что разрыв происходит по химическим связям [15, 16, 18]. При введении пластификаторов в волокнообразующие полимеры прочность волокна уменьшалась в 1,5 раза, а значение и о не изменялось. Это тоже свидетельствовало в пользу представлений, основывающихся на разрыве химических, а не межмолекулярных связей. [c.240]

Скорость разрушения материала под действием приложенного напряжения определяется, помимо величины напряжения, также соотношением энергии активационного барьера /о и энергии теплового движения кТ. Итак, разрыв происходит вследствие флуктуаций тепловой энергии, а деформирующее напряжение уменьшает энергетический барьер и этим способствует разрушению. Однако следует иметь в виду, что только за счет тепла разрушить тело (разделить его на части) нельзя. Для механического разрушения тела необходимо прежде всего действие механических сил. [c.242]

Как уже упоминалось, испытания на разрыв модельных вулканизатов с одинаковой степенью поперечного сшивания при квазиравновесном способе деформации показали, что все они характеризуются равными значениями разрушающего напряжения. Заметное различие в энергиях межмолекулярного взаимодействия при таком способе испытания не сказывалось на значениях разрушающего напряжения. Это дает основание утверждать, что при таком способе испытания ответственными за сопротивление разрыву являются в основном химические связи. Значение разрушающего напряжения а , определеннее при деформировании квази-равновесным способом, характеризует противодействие химических связей разрушению материала. [c.176]

Одним из первых результатов воздействия на полимер при-ложенного напряжения является разрушение материала на над-молекулярном уровне, которое происходит вследствие нагружения как внутри-, так и межмолекулярных связей. Когда приложенное напряжение превышает определенное, достаточно высокое, критическое значение, начинается разрыв цепей полимера. Считается, что ниже этого критического напряжения или вообще нет деструкции, или она незначительна. Изменение величины сдвиговых напряжений, турбулентность и наличие областей с избыточной энергией, т. е. неоднородность молекулярной структуры и сдвиговых напряжений, конечно, могут повлиять на деструкцию материала. Если деформируется раствор, степень механохимических превращений зависит также от концентрации и природы растворителя (см. гл. 8). Разрыв цепей практически во всех случаях сопровождается такими структурными изменениями, как снижение молекулярной массы, изменение ММР, образование разветвленных цепей, поперечных связей и новых функциональных групп. Эти эффекты в свою очередь могут вызвать изменение свойств полимера (химических, физических, механических и реологических). Полученные результаты зависят от того, в каких [c.17]

Влияние термической обработки на структуру, прочность при разрушении и разрыв цепи широко исследовалось Стат-тоном. Парком и Деври [25—27], а также Ллойдом [5]. С учетом наших представлений о разрыве цепей в термообработанных волокнах, по-видимому, особенно следует выделить следующие морфологические изменения материала. Термообработка, снимающая напряжения, согласно [25], приводит к следующим результатам [c.209]

Несколько иная двухфазная система с сильными связями на границах фаз получена на основе трехблочных сополимеров типа бутадиен-стирольного сополимера. Как показано в гл. 2, молекула такого сополимера состоит из твердых концевых блоков (стирол), соединенных центральными эластомернымп блоками (бутадиен). Блоки стирола накапливаются и образуют небольшие домены, которые выполняют роль сшивок, вызывая резиноподобную эластичность блочного сополимера ири температурах окружающей среды и обусловливают пластическую деформацию ири высоких температурах. Для выяснения механизма разрушения таких систем было бы полезно определить, в какой из фаз чаще всего происходит разрыв молекулярной цепи. Прямые пути решения данной задачи заключались бы в разрушении материала и анализе сверхтонкой структуры образующихся в результате спектров ЭПР. Однако в интервале температур от температуры жидкого азота до комнатной температуры деформирование растяжением не вызывает накопления свободных радикалов в количестве, достаточном для их обнаружения. Вследствие этого Деври, Ройланс и Уильямс [36] использовали менее убедительный, но более доступный метод сравнения спектра бутаднен-стирольных блочных сополимеров (5В5) с отдельными спектрами стирола и бутадиена. Эти исследования были выполнены при температуре жидкого азота путем измельчения материала с целью увеличения поверхности разрушения. При низкой температуре радикалы становились более стабильными и, по-видимому, замораживались на стадии первичных радикалов. Сравнение спектров трех материалов показало, что спектр 5В5 содержал все линии радикала бутадиена, но не содержал линий радикала стирола. Поэтому радикал системы 5В5 был отнесен к фазе бутадиена. К сожалению, в данных исследованиях не удалось выяснить, был ли радикал, полученный при измельчении в условиях низких температур, тем же самым, что и образовавшийся в нормальных условиях при комнатной температуре, и являлся ли обнаруженный радикал первичным или вторичным. [c.219]

Из слоистого соединения при восстановлении или водной промывке реагент удаляется не полностью. При этом образуются остаточные соединения. Из остаточных соедашений реагент не может быть удален ни простым промыванием, ни катодным восстановлением. Разрушение их требует энергичного нагрева. При термической обработке (800 - 1200°С) остаточных соединений происходит деструкция материала, разрыв межплоскост-ных связей, постепенное удаление реагента. [c.9]

Появление и разрастание трещин, ведущих к разрушению материала, возможно в этом случае в результате либо разрушения микрочастицы полисоли, либо разрыва химических связей ее с каучуком. Отрыв частицы от каучука затруднен, так как вследствие ориентации граничного слоя внутренние напряжения распределяются на большое число цепей и для каждой из них оказываются ниже критических, вызывающих их разрыв. Частицы дисперсной фазы, состоящие из трехмер- [c.107]

По коэффициентам диффузии можно в некоторых случаях определить долговечность полимеров в отсутствие коррозионного разрушения, а при его наличии количественно оценить роль концентраторов напряжения (трещин) и показать независимость процесса от скорости диффузии агрессивной среды . Разрушение материала, начинающееся с поверхности, очевидно, связано с потерей его поверхностным слоем несущей способности, т. е., если в этом слое образуются трещины, он не несет напряжения, которое распространяется на уменьшенное сечение нерастрескавшейся части образца (см. гл. IX). Если трепщн не образуется, а происходит деструкция или набухание, то также можно принять (в последнем слзгчае с некоторым приближением), что измененный слой не несет напряжения. В этих условиях процесс разрушения при постоянном начальном напряжении и воздействии агрессивной среды формально можно рассматривать как разрушение в отсутствие агрессивной среды (т. е. в воздухе), происходящее при непрерывно увеличивающемся среднем номинальном напряжении. В приближенном решении принимают, что разрушение имеет критический характер, т. е. начинается только при достижении критического напряжения. Для учета временной зависимости прочности используется критерий Бейли, заключающийся в том, что разрыв материала наступает, когда сумма относительных разрушений в нем становится равной 1. [c.110]

Соединения внахлестку и встык с накладками используют в конструкциях, в которых рабочие нагрузки действуют преимущественно в плоскости скрепляемых деталей. По сравнению с изгибом и сжатием растяжение является более опасным видом нагружения. При действии на соединение растягивающей нагрузки может произойти разрушение материала по линии крепежа (разрыв), срез по площадкам, параллельным приложенной нагрузке, в направлении от отверстия к кромке детали, а также смятие пластмассы стержнем крепежа, что приводит к увеличению диаметра отверстия и выворачиванию крепежа. При нагружении вдоль волокон (например, в карбопластике) разрушение может произойти в результате раскалывания материала [69]. [c.74]

Необходимо сделать небольшое отступление, чтобы отметить индивидуальную особенность явления усталости при микроразрывах. Постепенное понижение номинального напряжения является предвестником разрушения материала при статическом утомлении. Замедленный хрупкий разрыв образцов в опытах по статической релаксации (явление, преобладающее в полимерных телах, — см. Разрушение аморфных ненаполненных полимеров , Р. Лэндел, Р. Федоре) является следствием релаксационной усталости (для микроразрьшов — релаксационная усталость микроразрывов). [c.249]

Явление утомления материала, широко известное и исследуемое для металлов, заключается в разрушении материала при переменных нагрузках и напряжениях значительно ниже предельно допустимых при статическом нагружении. Усталостный излом имеет характер хрупкого скола даже для материалов с отличными пластическими характеристиками. Объясняют это тем, что усталостный излом или разрыв происходят в результате постепенного расширения микротрещнн образующееся на дне щели состояние трехосного растяжения становится причиной непрерывно распространяющегося во все стороны хрупкого растрескивания. Усталостный излом наблюдается для полимеров, работающих в условиях переменных нагрузок. [c.39]

При рассмотренных выше режимах испытаний разрушение полимера представляет собой в основном физический процесс. Изменения структуры материала, происходящие в процессе разрушения, сводятся главным образом к изменению степени ориентации или к переходу полимера из аморфного состояния в кристаллическое. Разделение образца на части происходит с сохранением химического состава основной массы макромолекул. Однако при разрушении образца полимера, по-видимому, почти всегда разрушается какая-то доля макромолекул, а в случае полимера с развитой пространственной структурой вообще немыслимо представить себе этот процесс без разрыва химических связей. Разрыв химических связей представляет собой механо-химическую реакцию. Образующиеся при разрыве макрорадикалы быстро реагируют с кислородом воздуха или с другими молекулами. При длительных испытаниях физические и химические процессы уже сравнимы по своей значимости и влиянию на конечный исход—на разрушение материала. Могут быть случаи, когда под воздействием химически активных (агрессивных) сред химические процессы протекают так интенсивно, что разрушение определяется не только, а часто даже не столько механическими факторами, сколько химическими. Наблюдаемые при этом закономерности, естественно, оказываются весьма сложными. [c.149]

Рассчитывая и для разных значений разрывных напряжений, удалось установить линейную зависимость IУ=/( Tp), что псзво-лило графически определить свободный член 1/ и угловой коэффициент у. Естественно, что определение этим способом значений Оо н у возможно только при неизменности структуры материала, т. е. неизменности значения 7. Для ряда волокон были определены значения (/ . Величина характеризует энергию связей, которые надо преодолеть при разрушении материала. Для высокоориентированных волокон величины колебались в пределах от 35 до 56 ккал моль, что соответствует энергии химической связи. Это дало основание С. Н. Журкову утверждать, что разрыв происходит по химическим связям [17, 19, 22]. При введении пластификаторов в волокносбразующие полимеры прочность волокна уменьшалась в 1,5 раза, а значение Uf не изменялось. Это тоже свидетельствовало в пользу представлений, основывающихся на разрыве химических, а не межмолекулярных связей. Однако все эти доказательства относятся к предельно ориентированным полимерам, в которых силы межмолекулярного взаимодействия, суммируясь по длине макромолекул, превосходят прочность хи.мической связи между звеньял и одной цепи. В этих условиях рвется наиболее слабая химическая связь, которая и определяет, в основном, прочность полимера. Если же полимер не находится в предельно ориентированном состоянии, то разрушение происходит по границе раздела надмолекулярных образований. Суммарное противодействие разрыву сил межмолекулярного взаимодействия сравнимо с противодействием сил химических. [c.238]

Когда скорость релаксации велика по сравнению со скоростью приложения нагрузки, преобладает шероховатая зона, происхождение которой объясняется следующим образом. У вершины надрыва образуются в результате выпрямления и ориентации макромолекул волокна, или тяжи. Так как разрыв отдельных волокон происходит на различных высотах, на поверхности разрыва образца после его сокращения возникают бугорки и впадины, дающие в совокупности шероховатую поверхность. При температурах ниже Гст тоже возможен волокнистый разрыв, но при этом наблюдается быстрое разрушение материала без образования шероховатой зоны (хрупковолокнистый разрыв). [c.320]

Кстати, по-видимому, и само внезапное разрушение материала может быть описано экспоненциальной зависимостью. Нагрузка на материал пропорциональна действую щей силе и обратно пропорциональна сечению конструкционного элемента (например, крыла самолета).В какой-то момент под действием приложенной силы начинается механическое разрушение уставшего материала — возникает небольшой разрыв, трещина в материале. Теперь та же сила воздействует на тот же материал, но меньшего сечения, т. е. удельная нагрузка возрастает. Развитие разрушения происходит тем легче и тем быстрее, чем меньше становится сечение разрушающейся конструкции. Эта качествеииая картина соответствует динамике разрушения по закону [c.154]

При расследовании аварии было установлено, что медный коллектор диаметром 200 мм на расстоянии 1,5 м от стыковки сливной трубы имел разрыв длиной 612 мм. Ширина образовавшейся щели была от 5 до 12 мм. Линзовые компенсаторы на коллекторе отсутствовали, опоры и крепления местами были сорваны. Причины разрушения трубопровода, по заключению экспертов,— гидравлические удары при быстром сливе жидкого кислорода из куба верхней колонны выносного конденсатора, основных конденсаторов и адсорбера жидкого кислорода и усталостность материала трубопровода, эксплуатируемого в течение 10 лет в тяжелых технологических условиях. Перепад температур, при котором работал трубопровод, составлял 200°С. Кроме того, не были разработаны технические условия на ремонт коллектора. В инструкции завода-изготовителя также не были указаны методы испытания коллектора быстрого слива и сроки его службы. [c.382]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология