|
|
|
Главная --> Справочник терминов Прочности наблюдается К настоящему времени отчетливо определились три подхода к проблеме прочности материалов и изделий из них: механический, термодинамический и кинетический. Чтобы дать современное представление о проблеме прочности в целом, в монографии уделено значительное место основным сведениям по теории прочности и механизму разрушения и деформации твердых тел, включая твердые полимеры. Статистические теории прочности, играющие в настоящее время все большую роль в расчетах прочности материалов и конструкций, рассматриваются в специальной главе. Основной материал книги посвящен высокоэластическим полимерам, которые, в отличие от классических твердых тел, обладают ярковыраженной спецификой прочности, связанной, в частности, с энтропийным характером их деформации и способностью к ориентации. Рис. 110. Нормальная (АБ) и аномальная (АВ) временная зависимость прочности материалов. ату формулу, не зависят от напряжения и времени испытания. Уравнение (VI. 3) в полулогарифмических координатах выражается прямой АБ (рис. 110). Реальные же зависимости для указанных материалов, следуя аномальной временной зависимости прочности, выражаются кривой АВ. Причины этого для разных материалов различны. Так, для кристаллизующейся резины зависимость долговечности от напряжения отклоняется от прямой вследствие кристаллизации, степень которой зависит от величины растяжения. Для некристаллизующихся резин эта зависимость отклоняется от прямой вследствие упрочнения материала с увеличением ориентации при больших напряжениях. Заметим, что для эбонита (рис. 111) и некоторых пластмасс аналогичное отклонение также происходит вследствие изменения структуры в процессе испытания. 123. Латишенко В. А. Диагностика жесткости и прочности материалов. Рига, «Зинатне», 1968. 320 с. При исследовании прочности материалов обращали внимание [557, с. 87] на связь между термическими, электрическими и упругими свойствами кристаллов. Поскольку разрушение представляет собой процесс преодоления сил взаимодействия между элементами структуры материала, то в принципе закономерности, которым подчиняется этот процесс, должны быть общими независимо от того, происходит ли разрушение под действием внешних механических, электрических сил или сил иной природы. Принципиально важным, по нашему мнению, является то, что разрушающим внешним силам способствуют флуктуации тепловой энергии. Потенциальный барьер перехода кинетической единицы из 135. Роботнов Ю. Н. В кн:. Вопросы прочности материалов и конструкций. М., Изд-во-АН СССР, 1959, с. 156. 557. Латшиенко В. А. Диагностика жесткости и прочности материалов. Рига, «Зинатне», 1968. 341 с. Предел прочности материалов типа кожи, фетра, войлока, картона и других всегда ниже предела суммарной прочности волокон, которые образуют структуру материала. Частично этот факт можно объяснить пористостью материала. Другими важными факторами являются прочность связей между волокнами и степень их ориентации. подход дает возможность объяснить зависимость прочности материалов от продолжительности действия напряжения, вызывающего разрушение [218—220], и, следовательно, от скорости деформации [63, с. 207]. Чем выше скорость деформации, тем меньше вероятность преодоления связей между элементами структуры и, следовательно, тем больше должно быть разрушающее напряжение. Прочность быстро разорванных образцов, как правило, оказывается выше прочности образцов, разорванных медленно. Эта закономерность характерна и для хрупкого, и для пластического разрушения. Рассмотренные выше температурно-временные зависимости прочности материалов обосновываются экспериментальными данными, полученными преимущественно при одноосном статическом нагружении растягивающими нагрузками. С увеличением нагрузки, прикладываемой перпендикулярно к склеиваемым поверхностям, клей из-за низкой вязкости выдавливается из соединений. В результате может возникнуть частичный контакт между поверхностями субстрата, что приведет к снижению фактической площади склеивания, и, следовательно, прочности соединения. Иной характер изменения прочности наблюдается при всестороннем давлении, например, при склеивании в автоклаве [45]. При этом прочность соединений монотонно повышается вплоть до достижения давления 12 МПа. Прч всестороннем сжатии, кроме того, возникают условия, способствующие более эффективному удалению воздуха из капилляров поверхности. При изменении продолжительности воздействия давления адгезионная прочность сначала, возрастает, достигает максимума, после чего несколько снижается [46] При избытке эпоксидных групп (композиция I) достигается ;сьма высокая стабильность адгезионных связей, несмотря на •носительно низкие абсолютные значения адгезионной проч-)сти. Наконец, при избытке аминогрупп (композиция III) после большого уменьшения адгезионной прочности наблюдается ее юмальное повышение, причем абсолютное значение и время )стижения максимума адгезии зависят от влажности среды, алее устанавливается практически постоянное значение адге-юнной прочности, в несколько раз превышающее прочность .увлажненных образцов. Все это, видимо, обусловлено процес-[МИ, протекающими в условиях увлажнения при избытке амина 1 межфазной границе. В частности, показано, что амины хемо-1рбируются на поверхности алюминия и некоторых других ме-.ллов, причем образующиеся связи весьма устойчивы к дей-•вию воды [76, 77]. С увеличением нагрузки, прикладываемой перпендикуляр»: к склеиваемым поверхностям, клей из-за низкой вязкости выдавливается из соединений. В результате может возникнуть частичный контакт между поверхностями субстрата, что приведе! к снижению фактической площади склеивания, и, следовательно, прочности соединения. Иной характер изменения прочности наблюдается при всестороннем давлении, например, при склеивании в автоклаве [45]. При этом прочность соединений монотонно повышается вплоть до достижения давления 12 МПа. Прч всестороннем сжатии, кроме того, возникают условия, способствующие более эффективному удалению воздуха из капилляров поверхности. При изменении продолжительности воздействия давления адгезионная прочность сначала, возрастает, достигает максимума, после чего несколько снижается [46] При избытке эпоксидных групп (композиция I) достигается ьма высокая стабильность адгезионных связей, несмотря на осительно низкие абсолютные значения адгезионной прочти. Наконец, при избытке аминогрупп (композиция III) после юльшого уменьшения адгезионной прочности наблюдается ее )мальное повышение, причем абсолютное значение и время тижения максимума адгезии зависят от влажности среды, лее устанавливается практически постоянное значение адге-нной прочности, в несколько раз превышающее прочность влажненных образцов. Все это, видимо, обусловлено процес-ш, протекающими в условиях увлажнения при избытке амина межфазной границе. В частности, показано, что амины хемо-бируются на поверхности алюминия и некоторых других ме-лов, причем образующиеся связи весьма устойчивы к дей-,ию воды [76, 77]. В результате адгезии в тех местах полимерной композиции, где находится наполнитель, образуются своего рода узлы, скрепляющие цепи друг с другом и увеличивающие участие валентных сил в процессе разрыва образца. В общем случае возрастание прочности наблюдается только тогда, когда работа адгезии превы- В результате адгезии в тех местах полимерной композиции, где находится наполнитель, образуются своего рода узлы, скрепляющие цепи друг с другом и увеличивающие участие валентных сил в процессе разрыва образца. В общем случае возрастание прочности наблюдается только тогда, когда работа адгезии превы- Таким образом, для полярных каучуков максимум прочности наблюдается всегда, для пеполярных каучуков некоторые растворители дают максимум, другие—монотонное падение прочности. Экстремальная зависимость адгезионной прочности от удельной энергии когезии адгезива обнаружена также в системе пленка — адгезив — пленка, причем максимальное значение адгезионной прочности наблюдается (так же, как и в рассмотренном выше случае, см. рис. 11.17) при совпадении значений плотности энергии когезии. фикатора сдвигает температуру стеклования адгезива в область более низких температур. Поэтому максимум на кривых адгезионная прочность — температура с увеличением количества пластификатора смещается (рис. IV.39). Между температурой стеклования адгезива и температурой, при которой наблюдается максимум адгезионной прочности, наблюдается прямая пропорциональность (рис. IV.40). Повышение скорости разрушения оказывает действие, противоположное эффекту введения пластификатора, и влечет за собой сдвиг максимума на кривой температурной зависимости прочности в область более высоких температур (рис. IV.41). В случае кристаллических полимеров на кривой температурной зависимости адгезии имеется два максимума: первый, так же как и для аморфных адгезивов, в области температуры стеклования, а второй — в области температуры плавления [236, 237]. Параллельное возрастание предела прочности наблюдается в интервале составов СБАК от 10 до 50 ч., но наибольший эффект достигается при содержании СБАК 10 ч., когда предел прочности достигает 840 кг/см2; разрывное удлинение также повышается до 5%, тогда как термостойкость и модуль упругости снижаются незначительно: медленный, чем начальное падение. Во всех случаях (за исключением найлона) предел прочности в конечном счете достигает своего первоначального значения. Так как минимальное значение предела прочности наблюдается при содержании волокна, равном 0,25 (Ь/а)2, что соответствует напряжению в матрице (Ъ/а)2, исходная прочность достигается при степени наполнения, превосходящей в четыре раза содержание волокна, соответствующее минимальному значению предела прочности при растяжении.  Присутствии наполнителя Присутствии некоторого Присутствии незначительных Присутствии однохлористой Присутствии органических Присутствии палладиевых Присутствии переходных Присутствии переносчиков Присутствии первичного |
- |
Навигация