Главная --> Справочник терминов


Напряжения вызывающие Реакционные трубы эксплуатируются при 950—1000 °С и 2,0—2,5 МПа длительное время (порядка 100 тыс. ч). В условиях длительного воздействия статических нагрузок при высокой температуре металл приобретает свойство ползучести, т. е. может давать остаточные деформации. Поэтому в расчете на прочность учитывают ползучесть металла [15], а испытания на длительную прочность проводят в течение 8000—10 000 ч и полученную зависимость экстраполируют на более длительный срок. Установлено [16], что 75% среднего напряжения, вызывающего разрушение после 10 тыс. ч работы, приблизительно соответствует минимальному напряжению, вызывающему разрушение после 100 тыс. ч работы.

Для большинства видов напряжения, вызывающего образование свободного радикала, данное соотношение использовалось при расчете временной зависимости интенсивности спектров.

Под прочностью понимают способность тел выдерживать без разрушения приложенную к ним нагрузку. Прочность обычно характеризуют величиной напряжения, вызывающего разрущение тела. Напряжение, вызьшающее разрыв, называется разрывным напряжением пли сопротивлением разрыву я выражается в есГ/см3 или кГ/лш2,

образом, правильный выбор размеров деталей невозможен без знания временной зависимости напряжения, вызывающего максимально допустимую деформацию. Для определения этой характеристики используют температурно-временной принцип суперпозиции. На рис. 5.8 показана такая характеристика для типичного промышленного полипропилена, определенная при 20 и 60° С [14]. Для высокоэластических макромолекулярных веществ свойственно явление релаксации напряжения (рис. 5.9). Вследствие деформации в теле детали возникает напряжение, которое в случае высокоэластических материалов со временем постепенно уменьшается, если величина деформации остается постоянной. Хотя подобный случай практически почти не- встречается, изучение релаксационных свойств полимеров имеет важное значение, так как между релаксацией и ползучестью существует тесная взаимосвязь.

Под прочностью понимают способность тел выдерживать без разрушения приложенную к ним нагрузку. Прочность обычно характеризуют величиной напряжения, вызывающего разрущение тела. Напряжение, вызывающее разрыв, называется разрывным напряжением или сопротивлением разрыву и выражается в кГ/см2 или кГ/ш!2.

Под прочностью понимают способность тел выдерживать без разрушения приложенную к ним нагрузку. Прочность обычно характеризуют величиной напряжения, вызывающего разрушение тела. Напряжение, вызывающее разрыв, называется разрывным напряжением или сопротивлением разрыве/ и выражается в кГ/см2 или кГ/ш!2.

У линейных полимеров удлинение образца под действием напряжения складывается из двух составляющих, одна из которых обусловлена выпрямлением цепей, а вторая — перемещением их друг относительно друга. Через некоторое время после приложения нагрузки устанавливается равновесие между действием постоянного механического напряжения, вызывающего выпрямление и взаимное перемещение макромолекул, и действием теплового движения, стремящегося скручивать их. В дальнейшем наступает медленное передвижение частично выпрямленных цепей без дополнительного изменения степени свернутости, и в напряженном образце возникает стационарный (установившийся) режим. Внешне это явление воспринимается как вязкое течение или необратимая пластическая деформация, протекающая с постоянной скоростью. Удлинение, вызванное смещением макромолекул, не исчезает после разгрузки образца ввиду отсутствия сил, способных вернуть переместившиеся молекулы в исходное положение.^Чем дольше действует напряжение, тем дальше передвигаются молекулы и тем больше деформация. *

У линейных полимеров удлинение образца под действием напряжения складывается из двух составляющих, одна из которых обусловлена выпрямлением цепей, а вторая — перемещением их друг относительно друга. Через некоторое время после приложения нагрузки устанавливается равновесие между действием постоянного механического напряжения, вызывающего выпрямление и взаимное перемещение макромолекул, и действием теплового движения, стремящегося скручивать их. В дальнейшем наступает медленное передвижение частично выпрямленных цепей без дополнительного изменения степени свернутости, и в напряженном образце возникает стационарный (установившийся) режим. Внешне это явление воспринимается как вязкое течение или необратимая пластическая деформация, протекающая с постоянной скоростью. Удлинение, вызванное смещением макромолекул, не исчезает после разгрузки образца ввиду отсутствия сил, способных вернуть переместившиеся молекулы в исходное положение.^Чем дольше действует напряжение, тем дальше передвигаются молекулы и тем больше деформация. *

По Журкову, уравнение временной зависимости прочности (VI. 3) является общим для всех материалов, а кажущееся отклонение от него объясняется главным образом непостоянством структурно-чувствительного коэффциента у, изменяющегося в зависимости от напряжения, вызывающего изменение структуры полимера.

Для характеристики локального разрушения материалов применяется много различных методов. Растрескивание пластмасс предложено характеризовать величиной напряжения, вызывающего появление видимых трещин за определенное время32. Растрескивание металлов оценивается несколькими путями: по времени до появления трещин (если растрескиваются все образцы); по доле образцов, растрескавшихся за определенное время83; по количеству трещин, образовавшихся за определенное время; путем сравнения снижения прочности образцов после пребывания в агрессивной среде в напряженном и ненапряженном состоянии, а также-после пребывания напряженных образцов в агрессивной среде и в воздухе82.

Прочность при растяжении 0Р (сопротивление разрыву) соответствует значению напряжения, вызывающего разрушение материала при растяжении с заданной скоростью при постоянной температуре испытания. На величину Стр оказывают влияние природа поперечных связей, химический состав резины, густота пространственной сетки, температура и способ переработки, например шприцевание или вальцевание (от которого зависят упрочняющий эффект ориентации) и другие факторы [13, 14].

Высокоэластичность расплавов обусловливает ряд специфических явлений, имеющих большое значение п технологии переработки расплавов полимеров. К таким явлениям относится, в частности, эффект Вайссенберга (эффект нормальных напряжений), заключающийся в особенностях кругового движения расплавов, необъяснимых с позиций кчассической гидродинамики. Например, при вращении вала, опущенного п расплав, расплав поднимается по валу вверх. Такое же явление происходит (рис. 5.25), если в центр вращающегося сосуда с расплавом опустить неподвижный вал, трубу или диск, способный перемещаться го вертикали без вращения При вращении сосуда расплав поднимется по валу, втянется внутрь трубы, соберется под диском и поднимет его вверх (рис. 525,6). Подобные явления в обычных ньютоновских жидкостях не происходит (рис. 5.25, а). Вторая особенность расплавов — высокоэластическос восстановление. При течении расплавов полимеров в каналах, капиллярах, фильтрах макромолекулы ориентируются При выходе струн за пределы канала тангенциальные напряжения, вызывающие эту ориентацию, исчезают и немедленно начинается процесс релаксации. Внешне это проявляется в увеличении диаметра струи (экструдата) по сравнению с диаметром канала, из которого вытекает экструд.ат Это явление и называют высоко-эластическим восстановлением, Баррус-эффектом, «разбуханием». Процесс протекает во времени, иногда продолжается несколько часов сопровождается сжатием экструдата по длине — усадкой. Количественно эффект оценивают коэффициентом вы-

Скорость проникновения растворителя от поверхности вглубь полимера зависит от степени термодинамического сродства растворителя и полимера, уровня межмолекулярного взаимо-дейстния в полимере, температуры и других условий процесса. На начальной стадии набухания распределение растворителя в объеме полимера неоднородно поверхностные слои, непосредственно контактирующие с растворителем, содержат наибольшее его количество, в средних слоях растворителя нет Естественно, что на этой стадии набухания образец полимера сильно деформируется, в нем возникают большие внутренние напряжения, вызывающие разрыв наиболее растянутых участков макромолекул. Однако при достижении растворителем центральных областей набухающего образца его концентрация в полимере постепенно выравнивается

Большой интерес представляет распределение нормальных напряжений на поверхности залитых элементов. На рис. 6.6 показана зависимость /Сф1 от угла при гексагональной упаковке армирующих элементов [37, 41, 42]. Нормальные напряжения на границе раздела могут иметь как положительные (растяжение), так и отрицательные (сжатие) значения, причем с увеличением объемной доли армирующих элементов возрастает доля их поверхности, на которой действуют напряжения растяжения, и значение этих напряжений. При малом содержании армирующих элементов на поверхности раздела наблюдается только сжимающее напряжение, вызывающее увеличение адгезии [37, 44, 46]. Наиболее опасными являются растягивающие нормальные напряжения, вызывающие появление трещин на границе раздела и нарушение адгезии, а в некоторых случаях и разрушение залитых деталей. Касательные напряжения, возникающие вокруг залитых деталей, также могут приводить к местному отслаиванию компаунда. В тех случаях, когда армирующие элементы закреплены на какой-нибудь подложке, распределение напряжений более сложное, причем увеличивается роль растягивающих напряжений и вся конструкция деформируется (коробление).

Большой интерес представляет распределение нормальных напряжений на поверхности залитых элементов. На рис. 6.6 показана зависимость Кф от угла при гексагональной упаковке армирующих элементов [37, 41, 42]. Нормальные напряжения на границе раздела могут иметь как положительные (растяжение), так и отрицательные (сжатие) значения, причем с увеличением объемной доли армирующих элементов возрастает доля их поверхности, на которой действуют напряжения растяжения, и значение этих напряжений. При малом содержании армирующих элементов на поверхности раздела наблюдается только сжимающее напряжение, вызывающее увеличение адгезии [37, 44, 46]. Наиболее опасными являются растягивающие нормальные напряжения, вызывающие появление трещин на границе раздела и нарушение адгезии, а в некоторых случаях и разрушение залитых деталей. Касательные напряжения, возникающие вокруг залитых деталей, также могут приводить к местному отслаиванию компаунда. В тех случаях, когда армирующие элементы закреплены на какой-нибудь подложке, распределение напряжений более сложное, причем увеличивается роль растягивающих напряжений и вся конструкция деформируется (коробление).

При механодеструкции полимеров преимущественно разрушаются наиболее лабильные званья в структуре, причем разрушение может сопровождаться изменением химического состава полимеров. Например [275], наблюдалось резкое снижение содержания цистина при механодеструкции кератина, т. е. именно тех звеньев, лр которым образованы поперечные связи пространственной сетки белка и на которых, естественно, в первую очередь возникают критические напряжения, вызывающие механакрекинг. Одновременно в продуктах деструкции кератина содержание такой лабильной аминокислоты, как триптофан, понижается с 1,8% до нуля [276, 278], а содержание азота — с 15,37 до 14,51%. Кроме того, уменьшается содержание азотсодержащих компонентов, осаждаемых трихлоруксуоной кислотой.

тическим давлением газовых частиц на полость цилиндра, имеющего постоянный объем (см. рис. 5.15). Этим моделируется ограничение, накладываемое формой на возможность теплового расширения твердых тел, в отличие от газов, способных к неограниченному расширению. Относительная консервативность формы твердых тел определяется внутренними (химическими) связями, испытывающими напряжения. Действительно, в жестких полимерах, состоящих из громоздких структурных агрегатов, совместное проявление всех компонент теплового движения (вращательной, колебательной и поступательной) особенно затруднено из-за стерических барьеров. Поэтому формально при любой температуре в материале спонтанно генерируются [125] механические (термо-флуктуационные) напряжения, вызывающие хрупкое разрушение. Приближенно величину термофлуктуацион-ного напряжения в изотермических условиях можно оценить на основе уравнения (1.5), рассматривая напряженное состояние макромолекулы с фиксированными концами:

Угол отклонения пластины характеризует внутренние напряжения, вызывающие деформацию пластины за счет изгибающего момента М,

На практике удобнее пользоваться средними значениями термического коэффициента линейного расширения для определенных интервалов температур. Следует также учитывать, что при нагревании изделий из фторопласта-4 в них часто возникают внутренние напряжения, вызывающие необратимое изменение размеров. Иногда вместо ожидаемого при нагревании удлинения образца он сокращается.

Существует экстремальная зависимость максимальной степени дополнительной ориентации в месте разрыва от концентрации сажи в вулканизате [314] (рис. IV. 17). Величина напряжения, при котором начинается заметное образование микронадрывов, определяется прочностью связи между частицами наполнителя и полимером. При этом надо также учитывать, что вследствие образования граничного слоя снижается деформируемость связанных молекул. Максимум на кривой (рис. IV. 17) свидетельствует о наличии двух противоположных процессов: с одной стороны, с увеличением количества сажи увеличивается внутреннее трение, затрудняющее процесс ориентации, с другой стороны, число связей между частицами наполнителя и полимером увеличивается, вследствие чего развиваются более высокие напряжения, вызывающие значительную дополнительную ориентацию. При использовании активного наполнителя разрастание области разрыва происходит в ориентированном материале, и скорость этого разрастания заметно уменьшается, что сопровождается увеличением прочности. С другой стороны, увеличение содержания наполнителя приводит к завершению

Существуют три вида хрупкого разрушения полиэтилена: растрескивание под влиянием окружающей среды, термическое растрескивание и усталостное разрушение. Растрескивание под влиянием окружающей среды связано с химическим разрушением полимерного материала; термическое растрескивание вызывается повышением температуры, а усталостное разрушение возникает в результате переменных напряжений или деформаций. Чтобы под влиянием окружающей среды произошло растрескивание, необходимо наличие трех совместно действующих факторов: микротрещин на поверхности материала, активно воздействующих агентов и напряжений. Разрушение материала происходит в том случае, когда суммарные напряжения, вызывающие образование трещин, превышают когезионную прочность. В этом случае трещины прорастают по местам наименьшего сопротивления. Возможно это происходит по границам кристаллитных областей.




Насыщенных карбонильных Насыщенных углеводородах Насыщенной хлористым Насыщенного соединения Насыщенном абсорбенте Настоящее исследование Настоящем сообщении Наблюдаемая температура Натриевыми производными

-
Яндекс.Метрика