Прочность скорости нагружения

Величина предела прочности смазок зависит от температуры и скорости нагружения. Другие факторы, например геометрические размеры испытуемого образца смазки, слабо сказываются на результатах испытания. Повышение температуры вызывает небольшое уменьшение предела прочности смазок. В сравнительно широком диапазоне температур (несколько десятков градусов) пределы прочности линейно убывают с повыщением температуры снижение обычно составляет 1—5% на 1 градус. Так, пределы прочности смазок при повышении температуры от 20 до 50 °С или от 20 до 80 С уменьшаются не более чем в 1,5 и 3 раза соответственно. Здесь не учитываются, конечно, смазки, плавящиеся при температурах ниже 50— 80 °С. Возрастание скорости нагружения несколько увеличивает измеряемый предел прочности. Зависимость предела прочности смазок от скорости нагружения невелика — изменение скорости нагружения в 3840 раз вызывает увеличение предела прочности при 20 °С всего в 2,5 раза. [c.272]

Из изложенного следует, что битумные пленки, приготовленные описанным выше способом, приближаются по свойствам к твердому телу. Можно считать, что скорость нагружения 2280 гс/с слишком велика, чтобы вызвать вязкое течение. Величина удельной нагрузки зависела от площади пленки, но была относительно невелика. Суммарное время нагружения до максимальной прочности пленки (см. [c.71]

Рис. 3.3. Прочность отдельных волокон ПА-66 н их пучков в зависимости от скорости нагружения [8].

При упруго-хрупком или эластическом разрыве прочность структуры характеризуется величиной Р , а при пластично-вязком разрушении — Р . Значение прочности в общем случае зависит от скорости нагружения (или деформации) вследствие релаксации, убывая с уменьшением этой скорости. [c.17]

Механические свойства пластмасс в значительной степени зависят от температуры и скорости приложения нагрузки, причем эта зависимость у термопластов более резкая. В табл. 226 и на рпс. 103—107 приведены данные о влиянии температуры па механические свойства некоторых пластмасс, а на рис. 108 о влиянии скорости нагружения на предел прочности при растяжении для АГ-4. [c.288]

Увеличение скорости роста трещины обусловлено в основном механическим воздействием. При частоте нагружения 0,017 Гц, во всех областях диаграммы усталостного разрушения независимо от уровня АК происходит заметное увеличение скорости роста трещины, причем у стали, термически обработанной на более высокую категорию прочности, скорость роста трещины значительно выше, чем у той же стали с меньшей прочностью. [c.130]

Устойчивость покрытий к образованию усталостных трещин "может обеспечиваться в случае если при однократном изгибе с /достаточно высокой скоростью нагружения асфальтобетоны имеют при 0°С значение предельного относительного удлинения не менее примерно 0,0025 [1]. Показано [2, 3], что для достижения указанного условия качество битумов должно выбираться таким образом, чтобы температура максимума прочности ас- [c.101]

Предел прочности как константа материала может иметь определенный физический смысл при любой температуре в том случае, если рассматривать его как максимальную техническую прочность, равную реализуемую при больщих скоростях нагружения . При относительно низких температурах, когда временная зависимость прочности не проявляется, предел прочности, примерно равный а , является практически однозначной прочностной характеристикой твердого тела. Во всех других условиях испытаний нельзя говорить о прочности без указания времени, в течение которого образец или деталь находились в напряженном состоянии до разрушения. [c.35]

Учет временного характера процесса разрушения резин должен привести к выводу о возрастании прочности с увеличением скорости нагружения. Между тем при больших скоростях растяжения наблюдаются аномальные отклонения от этой закономерности, обнаруженные Журковым с сотр. для резин из натурального и синтетических каучуков. Исследования проводились в широком интервале скоростей растяжения—от 0,2 см/сек до 31 м/сек, что соответствует скоростям деформации от 7% до 1,3-10 % в секунду. В отдельных опытах скорость деформации снижалась до 10 % в секунду. С повышением скорости деформации увеличивается моду ть высокоэластичности и изменяется прочность резины. [c.186]

Область БВ на рис. 115 соответствует области заметного возрастания высокоэластического модуля от до на рис. 114. В этой области скорости нагружения возрастают быстрее, чем задаваемые скорости деформации, что приводит к более резкому возрастанию прочности. Формула (VH. 4) описывает этот ход кривой, так как в области БВ постоянная Со вместе с модулем Е возрастает. Последнее приводит к подъему кривой до тех пор, пока модуль не станет равным Eq. После этого зависимость приобретает прежний линейный ход, если, конечно, правильно предположение, что при быстрых разрущениях ход временной зависимости прочности и величина постоянной Ь сохраняются прежними. [c.193]

В лабораторной практике широко используют квази-статические испытания при постоянной скорости нагружения или деформирования. Эти режимы позволяют наиболее быстро получать некоторые данные, используемые для прогнозирования длительной прочности полимеров. [c.51]

К сожалению, до настоящего времени распространено ошибочное мнение, что независимо от условий работы изделия, существуют структуры, обеспечивающие максимальные и минимальные значения прочности. На самом же деле в одних условиях (температура, скорость нагружения) для получения материала большой прочности требуется создание одних структур, а в других условиях оптимальной будет иная структура. [c.8]

Противоречие между тезисом о критическом характере разрыва и обильным экспериментальным материалом, свидетельствующем о зависимости характеристик прочности от температуры и времени или скорости нагружения, пытались устранить различными допущениями. Например, химическими изменениями, связанными с процессом сорбции влаги из воздуха поверхностью трещин в стекле. Сорбция паров воды протекает во времени и сопровождается понижением поверхностного натяжения, которое определяет критическое, напряжение разрушения [25, с. 341 26 27]. Временную зависимость прочности объясняли также повышением напряжения на упругих элементах вследствие релаксации напряжения в вязкопластичных частях системы [28, 29]. [c.10]

Испытание прочности при постоянной скорости нагружения [c.32]

Испытание с постоянной скоростью нагружения состоит в определении разрушающей силы при растяжении образца под действием постепенно увеличивающейся нагрузки. Определение прочности пластмасс при постоянной скорости перемещения зажимов можно проводить с помощью разрывной машины, позволяющей обычно измерять нагрузки на образец с погрешностью от 1 до 10% и варьировать скорость растяжения от 0,05 до 1000 мм/мин [658, с. 208]. При испытании резин применяются разрывные машины, обеспечивающие скорости растяжения от [c.32]

Таким образом, характеристики прочности, получаемые на стандартных динамометрах, не могут служить для оценки полимерных материалов, работающих в условиях скоростей нагружения, реализуемых современной техникой. Часто даже испытание на удар, проводимое с помощью приборов с копром или маятником, оказывается слишком медленным по сравнению с реальными условиями эксплуатации. В таких случаях возникает необходимость использования приборов, обеспечивающих нужную скорость нагружения. [c.171]

В области температур, где при заданной скорости нагружения понижение температуры сопровождается уменьшением степени ориентации материала в месте распространения разрыва, прочность с понижением температуры будет не увеличиваться, а уменьшаться. Во всех остальных температурных областях понижение температуры сопровождается увеличением прочности. [c.171]

Вследствие существования такой зависимости [296, с. 973] с увеличением скорости растяжения успевает произойти меньшее число флуктуаций тепловой энергии, способствующих разрыву связей. Поэтому при прочих равных условиях увеличение скорости растяжения или вообще увеличение скорости нагружения способствует возрастанию значений характеристик прочности — разрушающего напряжения, удельной работы разрушения и т. п. Аналитически наблюдаемые зависимости (если не происходит перехода из одного состояние в другое) были выражены в форме [c.225]

Приведенные выше сведения могут представлять интерес главным образом с точки зрения отыскания путей эффективного влияния на прочность. В подавляющем большинстве случаев решение задач, возникающих перед технологами и конструкторами, связано с определением условий, при которых материал наиболее прочен. При этом особенно важно установить, что желаемые характеристики прочности определяются именно при тех конкретных условиях (температура, скорость нагружения, действие среды и т. п.), при которых осуществляется эксплуатация изделий из выбранного материала. Правильный выбор полимер- [c.295]

При достаточно низких температурах полимер данного строения характеризуется эффективным межмолекулярным взаимодействием. При этом прочность связей межмолекулярного взаимодействия, суммируясь по поверхности раздела структурных единиц, превышает прочность химических связей в элементе структуры. Разрушение в этих условиях сопровождается разрушением химических связей. При подборе полимерного материала, работающего в этих условиях, целесообразно использовать либо достаточно полярный материал с большим значением удельной когезионной энергии, либо сшитый материал, представляющий трехмерную сетку, состоящую из атомных групп, связанных ковалентной связью. Увеличение прочности достигается за счет синтеза материала с более прочными связями между атомными группировками. Естественно, что эксплуатация материала при достаточно низких температурах эквивалентна эксплуатации при больших скоростях нагружения. [c.296]

Требование увеличить прочность полимерного материала подчас совпадает с требованием наиболее рационального его применения, т. е. использования в таких условиях эксплуатации (температура, скорость нагружения), в которых его прочность наиболее велика. Напомним, что в общем случае температурная зависимость прочности, оцениваемой значениями Ор или работой до разрушения, представляет собой убывающую функцию с изгибом (см. рис. 1.27) в определенном интервале температур. Кривая, изображающая температурную зависимость прочности, с увеличением скорости нагружения смещается в область более высоких температур. Таким образом, при некоторой температуре Т на рассматриваемой кривой может появиться минимальное значение прочности, соответствующее участку изгиба. Однако при температуре эксплуатации и больших скоростях нагружения прочность даже в области высоких температур может оказаться если не максимальной, то во всяком случае удовлетворяющей требованиям эксплуатации. В этом смысле определенным условием эксплуатации соответствуют наиболее оптимальные структуры полимеров, полимерные композиции и комбинированные материалы. [c.296]

Если температура столь высока или скорости нагружения так малы, что за время действия деформирующей силы тепловое движение успевает разрушить все межмолекулярные связи, то высокая прочность может быть реализована только у сшитых полимеров. Во всяком случае необходимо стремиться к замене связей не устойчивых к флуктуациям тепловой энергии, на связи более прочные. [c.297]

Многослойные материалы (фанера, слоистые древесные пластики и т. д.) также испытываются на прочность на сдвиг при растяжении. На образцах (рис. УП. 3) делают пропилы (надрезы), в результате чего образуются участки склеивания с одинарной нахлесткой. Расстояния между пропилами регламентируются стандартами на фанеру и зависят от числа слоев шпона и толщины фанеры. Образцы испытывают растяжением при скорости нагружения 100 кгс/мин. Прочность склеивания в этом случае определяют в кгс/см ширины образца. [c.115]

Последнее обстоятельство для длинноцепных веществ особенно важно. Его соблюдение определяет необходимость согласования скорости нагружения с деформационной реакцией полимерного материала. Чем меньше деформируемость пластмассы, тем ниже должна быть скорость ее нагружения при испытании. Условия проведения статических испытаний пластмасс на прочность определены соответствующими ГОСТами (приложение 14). [c.87]

Несущие элементы ХП и МТ работают при статических, циклических, длительных и динамических нагрузках — механических, тепловых, вибрационных и аэрогидродинамических. Эти воздействия определяются выбором принципа функционирования и динамических реакций, характеризуются весьма широким спектром основных параметров максимальных и амплитудных значений, частот, скоростей нагружения, числа циклов. Эти параметры, в свою очередь, определяют предельные состояния — по образованию пластических деформаций, по разрушению, по кинетике возникновения и развития трещин. Ниже рассматриваются базовые уравнения состояния критерии прочности и ресурса методы экспериментального стендового и натурного определения динамических воздействий и реакций несущих элементов оценка работоспособности по критериям исходной прочности и ресурса методы расчетов и экспериментов для продления ресурса функционирующих ХП и МТ. [c.107]

Дял воех полимеров хареятерно повышение предела прочности о увеличением скорости нагружения (рис. 9). При этом уменьшается влияние нвупрутих деформаций. [c.28]

Для изучения этого эффекта Макк [771 измерял силу, отнесенную к единице поверхности, которая необходима для разделения двух стальных пластинок, связанных между собой тонкой битумной пленкой. Сталь была взята потому, что коэффициент ее расширения приблизительно такой же, как и у минеральных агрегатов и она может быть легко отполирована. Пластины имели максимальную не-, однородность поверхности 1,8-10- см, и для обеспечения между сталью и битумом нулевого контактного угла их обработали нафтеновыми кислотами. Для подготовки пленки навеску битума помещали между пластинами при повышенной температуре. Толщину плен-, ки определяли по взятой навеске, продолжительности выдержки в печи и ее температуре, которую изменяли от 120 до 150 После охлаждения до 25 °С определяли прочность пленки путем растягивания пластинок при постоянной скорости нагружения 2280 гс/с. После разрыва при помощи планиметра измеряли площадь, занимаемую битумом на обеих пластинках. Эти данные вместе с величиной взятой навески битума служили для расчета толщины пленки. [c.71]

Независимо от подобных моделей, опираясь исключительно на статистические соображения, Колеман и Марквардт разработали представляющую интерес теорию кинетики разрушения волокна (рассмотрена в работе [7]). Они особенно тщательно исследовали распределение времени жизни волокна под действием постоянной и переменной нагрузки и влияние его длины, скорости нагружения и размеров пучка на прочность волокна или пучка волокон (рис. 3.3 и 3.4). Следует отметить два статистических эффекта меньщую прочность пучка по сравнению с одиночным волокном (из-за ускоренного роста вероятности его ослабления К после разрыва одного волокна в пучке) и увеличение прочности с ростом скорости нагружения, получаемой в результате уменьщения времени пребывания волокна при последующих значениях нагрузки. В работе [8] определены средние значения прочности при растяжении пучка из 15 одиночных волокон ПА-66 и бесконечно большого пучка волокон. Зависимость прочности от скорости нагружения показана на рис. 3.3. [c.63]

Механизм нагружения, который не рассматривается в данной монографии, представляет собой деформирование цеппых молекул под действием силы инерции, т. е. через распространяющиеся волны напряжения. Хрупкие термопластичные материалы (ПС, сополимер стирола с акрилонитрилом, ПММА) при скоростях одноосной деформации менее 3 м/с или скоростях деформирования менее 50 с ведут себя классически [30]. В данной области при увеличении скорости деформирования увеличиваются прочностные свойства и уменьшается удлинение. При скоростях деформирования 50—66 с происходит переход к разрушению, вызванному волной напряжения, которая сопровождается десятикратным уменьшением кажущейся работоспособности материала [30]. Скелтон и др. [40] изучили полимеры ПА-6, ПЭТФ и ароматический полиамид (Номекс). Данные волокна также ведут себя классически при температурах окружающей среды и в интервале значений скоростей нагружения 0,01 — 140 с . При температурах —67 и —196°С получено уменьшение прочности, начиная со скорости нагружения 30 с". [c.146]

Важнейшей характеристикой прочностных свойств является долговечность хи (время, в течение которого нагруженный образец не разрушается), отражающая кинетический характер процесса разрушения. В инженерной практике используются понятия кратковременной и длительной прочности. Кратковременная прочность Стр (или разрывное напряжение) обычно определяется на разрывных машинах при заданных режимах скорости нагружения и скорости деформации. Характерное время до разрушения — порядка 102 с. Длительная прочность обычно определяется при нагружении статическими или переменными нагрузками, малыми по сравнению с пределом прочности Ор. Кратковременная и длительная прочность полимеров относятся к технической прочндсти, которая обычно значительно ниже так называемой теоретической прочности материала с идеальной структурой. [c.281]

Адгезиометр системы ЦНИИКЗ или разрывная универсальная машина. В настоящей работе используется безынерционная разрывная универсальная машина (РУМ), позволяющая проводить определение прочности адгезионного соединения в широком интервале скоростей нагружения (0,02—200 мм/мин) и в значитсзльном диапазоне разрывных усилий (0,01—100 кгс). Прибор имеет тензометри-ческую силоизмерительную систему. [c.160]

Следует отметить, что прочность, как и вязкость, в значительной мере зависит от скорости приложения нагрузки. Так, npii очеиь высоких скоростях нагружения значения прочности битума, как и значения вязкости, очень велики. За это время не успевают пройти релаксационные процессы. При очень малых скоростях приложения нагрузки вязкость битума приобретает минимальное постоянное значение, соответствующее вязкости предельно разрушенной структуры битума. В то же время значения прочности битума при очень медленных скоростях нагружения стремятся к нулю. Поэтому прочность ( когезия) битума, определенная ири некоторой заданной скорости приложения нагрузки, является условной и может применяться лишь для сравнения различных битумов. [c.75]

При высокой температуре наблюдается значительное снижение основных показателей, характеризующих прочностные свойства металлов и сплавов. Крометого, поведение металлов под нагрузкой при высоких температурах резко отличается от их поведения при нормальной температуре внутри производственных помещений. Предел прочности и предел текучести зависят от времени пребывания под нагрузкой и скорости нагружения, так как с повышением температуры металл из упругого состояния переходит в упругопластическое и под нагрузкой непрерывно деформируется (явление ползучее ги). Температуры, при которых начинается 1юл-зучесть, у разных металлов различны. Для углеродистых сталей обыкновенного качества ползучесть наступает уже при температурах выше 375 ° С, для низколегированных с гшшй — при температурах выше 525 ° С, для жаропрочных — при еще более высоких температурах. [c.10]

Таким образом, оценку битумов можно производить, испытывая материал, состоящий из битума и одного сравнительно крупного минерального компонента. В этой связи привлек внимание метод испытания, предложенный профессором Эверсом (ГДР). Он заключается в установлении числа ударов, необходимых для раскалывания на приборе Эверса-Вальтера высокопористых образцов, приготовленных из одномерного кварцевого песка и битума [6]. Ударная прочность, полученная по этому способу, характеризует работу, необходимую для разрушения образцов с определенной скоростью нагружения. Как и при изгибе, разрушение происходит в основном под действием растягивающих напряжений. Этим следует объяснить то, что тем- [c.103]

Рис. 2. Температурные зависимости ударной прочности битумо-песчаных образцов на приборе Эверса-Вальтера и удельной работы разрушения асфальтобетонов при изгибе со скоростью нагружения 192 кг/см с (цифры обозначают номера битумов по таблице).

Немаловажное значение имеет скорость нагружения [30, с. 78—81 6]. Ее увеличение обычно приводит к повышению разрушающего напряжения [31, 32]. Изменения прочности при этом имеют сложную зависимость при низких температурах, когда пленка клея находится в стеклообразном состоянии, наблюдается преимущественно хрупкое разрушение как при динамическом, так и при статическом нагружении. Влияние скорости нагружения на прочность соединений в этой области температур проявляется в меньшей степени для более жестких систем. В табл. 5.3 приведены значения Ат = Тд н — Тст (где Тдин и Тст — прочность при динамическом и статическом нагружении) для соединений эпоксидными клеями, отвержденными аминами и содержащими пластификатор ДБФ В случае отверждения алифатическим амином ДБФ оказывает антипластифицирующее действие и повышается жесткость клея, что приводит к уменьшению Ат. Для композиций, отвержденных ароматическим [c.111]

НОЙ линией на рис. 25. Это объясняется тем, что ири очень малых временах разрушения время жизни образца становится сравнимым со временем приложения нагрузки (ударные испытания) и зависит от скорости распространения упругих волн. В этой области статическое нагружение з=сопз1 осуществить не удается и прочность в значительной степени зависит от скорости нагружения. При ударных испытаниях процесс разрушения приобретает принципиально иной характер и понятие о критическом напряжении а теряет смысл. Эта проблема выходит за рамки данной монографии. [c.55]

Приведенные выше экспериментальные данные (см. рис. 33— 41) относятся к прочности полимеров при растяжении с постоянной скоростью. Между временной зависимостью прочности и прочностью при испытании е постоянной скоростью нагружения (растяжения) ил1еется определенная связь . [c.79]

Режим испытания с постоянной скоростью нагружения (см. 1Л. II, 5) оказывается частным случаем пилообразного циклического нагружения, когда разрушение наступает в конце первого полупермода. Этот случай наблюдается, если в качестве выбирать предел прочности материала при данной скорости нагружения. [c.209]

Различают несколько основных режимов деформаций, при которых определяют соответствующие показатели прочности режим постоянства деформирующего напряжения режим постоянства скорости нагружения режим постоянства скорости разгружения режим постоянной скорости деформации, который в большинстве случаев заменяется неадеква1 ным ему режИ]у<0м 11бШянной ско-" рости растяжения (в последнем случае аппаратурное оформление сравнительно легко обеспечивает постоянство скорости перемещения одного из зажимов) режим циклического нагружения. Особо следует выделить режим деформации в условиях воздействия агрессивных сред. Если скорость нагружения достаточно велика, то испытание носит характер удара. Прочность при таком режиме характеризуется величиной ударной вязкости. В последние годы все больший интерес со стороны исследователей прочности полимерных материалов проявляется к показателям резания [4, с. 386—404]. [c.29]

Аномально большие расхождения между теоретическими и экспериментальными характеристиками прочности были отнесены за счет игнорирования двух важных факторов. Первым из них является вклад флуктуаций тепловой энергии в элементарный акт разрыва связей. Вторым — существенное расхождение между значением напряжения, действующего в вершине магистрального дефекта, и номинального значения, которым характеризуется прочность образца. Учет второго фактора основан на изучении природы дефектов, рост которых приводит к разделению образца на части на изучении кинетики роста этих дефектов, а также на определении степени напряженности связей в вершине растущего дефекта. Эти вопросы будут рассмотрены ниже. Что касается первого фактора — вклада флуктуаций тепловой энергии в элементарный акт разрыва связей, то, по-видимому, указание на этот счет впервые было сделано Цвики [67, с. 131], который относил большое расхождение теоретического и экспериментального значений разрушающего напряжения кристаллов поваренной соли за счет того, что в этом расчете не учитывали тепловое движение, приближающее элементы структуры к тому состоянию, в котором они находятся после разрыва. Несколько позже Понселе 91, с. 1 ] выдвинул гипотезу термофлуктуационного распада связей в вершине растущей трещины в твердом теле. Этой точки зрения придерживается ряд исследователей, считающих, что именно термоактивационный механизм разрыва напряженных связей является главной причиной зависимости характеристик прочности от времени действия внешней силы, от скорости нагружения и от температуры [92, с. 127 93, с. 275 94, с. 200 10, с. 1677 95, с. 416 12, с. 53 96, 97, с. 447 98, с. 928 и др.]. [c.222]

При анализе сформулированных выше аспектов проблемы прочности полимеров важно учитывать изменение их структуры в процессе нагружения. Заключительный этап разрушения происходит в системе, существенно отличающейся структурными характеристиками от исходной [299, с. 92]. Поэтому при изменении температуры и скорости нагружения (или времени действия силы) возможен переход от одного механизма разрушения к другому [300, с. 197]. Эта точка зрения [143, с. 218] в дальнейшем нашла подтверждение в экспериментах ряда ученых, например в работах Вильямса, Девриза, Ройланса [301, с. 197 302, с. 127—1351. Следует заметить, что на практике часто происходит разрушение предварительно ориентированных в направлении нагружения волокон или пленок. Система такого типа практически лишена способности изменять конформационный набор макромолекул в процессе разрушения. В таких системах при достаточно большой молекулярной массе противодействовать разрушению будут преимущественно силы главных химических валентностей, [c.235]

Однако картина кардинальным образом изменяется, если температура повышается настолько, что нити легко выдергиваются из жидкости вследствие ее малой вязкости. При этом за время действия силы флуктуациями тепловой энергии будет разорвано столько связей, что прочность нитей превысит суммарную прочность связей межмолекулярного взаимодействия вдоль цепей. Механизм разрушения системы, сопровождающийся разрушением межмолекулярных связей, может быть реализован и при низкой температуре, только нити следует вытягивать с очень малой скоростью, при которой даже при низкой температуре за счет флуктуаций тепловой энергии было бы разорвано такое число межмолекулярных связей, что их суммарная прочность стала меньше прочности нитей. Итак, механизм разрушения системы, оставаясь всегда флуктуационным [140, с. 953 290, с. 202 302, с. 127], может существенно изменяться в зависимости от температуры, скорости нагружения и анизометричности структурных единиц. [c.237]

При измерении механических характеристик пластмасс возникает ряд вопросов, связанных как с теоретическим анализом получаемых результатов, так и с методиками экспериментов по измерению релаксации напряжения, ползучести и долговременной прочности. В связи с этим в каждой главе проводится теоретический анализ влияния режимов испытаний на характер получаемых кривых релаксации напряжений л ползучести. В первом случае наиболее важно учип дать влияние скорости деформирования на ход кривых релаксации напряжения в условиях поддержания постоянной деформации, а во втором — влияние скорости нагружения на ход кривых ползучести в условиях поддержания постоянного напряжения. [c.9]