|
|
|
Главная --> Справочник терминов Вынужденная эластичность Колебания изделия складываются из вынужденных колебаний, обусловленных возмущающими силами, и свободных затухающих колебаний. Из решений (3.147), (3.148) следует, что амплитуды вынужденных колебаний в резонансных случаях зависят от параметров синус- и косинус-образов Фурье ядра Т, смещения фаз грь if г и °т соотношений амплитуд внешних возмущений. где а,- — амплитуда вынужденных колебаний. Численную реализацию проводим методом ортогональной прогонки. Б частном интервале, охватывающем пять основных резонансных значений амплитуды, определяем амплитудно-частотные характеристики конструкции, амплитуда Q в расчетах принимается равной единице. Исследуем зависимость резонансного значения угла А = max a поворота абсолютно твердого тела 3 относительно оси х от параметров системы; путем изменения модуля Е2 варьировалась жесткость конструкции при принятых ранее значениях других параметров механической конструкции. На рис. 3.7, а, б, в приведены амплитудно-частотные характеристики при различных значениях мгновенного модуля упругости Е2. На рис. 3.8 приведена зависимость резонансных значений Лрез. Шах от модуля Е2. Максимальные резонансные значения амплитуды вынужденных колебаний количественно оценивают интенсивность диссипативных процессов в системе, которая тем выше, чем ниже пики резонансной максимальной амплитуды. Однако самый интересный вопрос об экспериментальном возбуждении вынужденных колебаний или поглощении колебаний «подходящих» частот суперрешетками пока не решен, хотя в плане перспектив и прогнозов эта проблема доминирует «ад остальными. Глава VI. Измерения механических свойств пластмасс методом вынужденных колебаний. 111 При оценке границ области частот, в которой могут создаваться вынужденные или слабо затухающие колебания, необходимо ввести размерный критерий. Первую группу здесь составляет интервал частот, в котором длина колебаний много больше или по крайней мере того же порядка, что и характерный размер исследуемого образца. Верхняя граница этого интервала, зависящая от конкретных свойств материала (количественные оценки будут даны в дальнейшем в соответствующих разделах следующей главы), не превышает 104 Гц. Нижняя граница области вынужденных колебаний оценивается временем, за которое может быть осуществлена по крайней мере заметная часть цикла колебаний, что примерно отвечает частотам, большим 10~4 Гц. Самостоятельная, сравнительно новая группа экспериментальных методов связана с созданием пространственно неоднородных периодических условий деформирования, при которых в каждой точке прибора напряженное состояние стационарно, но элемент объема исследуемого образца, проходя по прибору, испытывает периодическое воздействие. Экспериментальные схемы, используемые в этих методах, близки к схемам приборов для вынужденных колебаний с механическим приводом. Соответственно и область частот, охватываемая этим методом, составляет примерно от 10~4 почти до 102 Гц. Области применения и возможности различных экспериментальных методов сопоставлены в виде диаграммы на рис. V.3. На этой диаграмме прямоугольниками, проведенными сплошными линиями, показаны различные варианты метода вынужденных колебаний: использование механического привода в приборах типа реогониометра (/); области применения электромагнитных преобразователей с измерением импеданса (2 и 2'); диапазоны, отвечающие приборам с электромагнитным возбуждением и независимым измерением типа различных вариантов установок Бирнбойма (3) и маятника Плачека (4); установки для измерений в условиях растяжения — сжатия (5). Подробному описанию принципов измерений, используемых в этих группах приборов, в которых реализован метод вынужденных колебаний, с обсуждением особенностей названных экспериментальных схем посвящена гл. VI. ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПЛАСТМАСС МЕТОДОМ ВЫНУЖДЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ (вблизи соо), а принятые пределы возможных ошибок отвечают обычной точности измерений. Из приведенного расчетного примера видно, что в области частот, отличающихся от MO до 30—40%, метод вынужденных колебаний не позволяет получить достоверных значений динамических функций, причем даже характер зависимостей г)'(о») и G'(co) в области, примыкающей к со0, может не иметь ничего общего с действительностью. По- Ответ. Макромолекулы целлюлозы представляют собой сравнительно жесткие цепи, изменение конформаций которых в твердом состоянии весьма затруднено вследствие интенсивного внутри- и межмолекулярного взаимодействия. Вынужденная эластичность целлюлозы незначительна. Полиэтиленте-рефталат является более гибкоцепным полимером, чем целлюлоза, и вынужденная эластичность его весьма велика. «5 4 J - Образование трещин серебра \ \ 5 § ' V 4.-S о? \Xpyn кое \ [и ? ^ р \шение \ Вынужденная эластичность при сдвиге \ материала на одном конце волокна. Хотя это явление еще и не полностью понято, на основании результатов Банселла и Хирля [77, 79, 85] можно сделать вывод, что в микромасштабе достигается вынужденная эластичность при сжатии и (или) изгибе микрофибрилл или фибрилл. Повторяющееся упорядочение цепей в поперечном направлении приводит к постепенному уменьшению межфибриллярной когезии. Поэтому трещина, которая начинается с какого-то дефекта и распространяется в направлении, нормальном к напряжению растяжения о, будет изгибаться в направлении и, почти параллельном а; угол между и и о зависит от передачи поперечной составляющей напряжения, еще сохраняющейся в волокне. — если не наблюдается усталостное ослабление вследствие избыточного термонагрева, то сопротивление ПЭ со средней и высокой молекулярной массой переменной нагрузке, отнесенное к значению статического напряжения, при котором либо достигается вынужденная эластичность, либо происходит разрушение, значительно выше, чем полистирола. Так, при сравнимых молекулярных массах ~2-10б для полиэтилена расчетное отношение предельной усталостной прочности к напряжению при вынужденной эластичности составляет ~ 0,90 по сравнению со значением 0,3 этого отношения для полистирола; 8.2.4. Вынужденная эластичность, Вынужденная эластичность при сдвиге, т. е. начало сильных межсегментальных смещений в неориентированном термопласте, отчетливо проявляется на кривой напряжение—деформация. В испытаниях на растяжение обычно имеет место падение условного напряжения, а точку вынужденной эластичности определяют как точку максимума нагрузки (рис. 2.10, кривые б и е). В других видах испытания, например в испытаниях на сжатие, может происходить падение нагрузки или его может не быть совсем, но всегда можно отметить резкое уменьшение do/de. Важное явление вынужденной эластичности интенсивно исследовалось. Обзорные статьи по данному вопросу публиковались в последние годы почти ежегодно, например [114, 154—164]. В экспериментах, проведенных при различных температурах, скоростях деформации и гидростатических давлениях, было установлено, что вынужденная эластичность при сдвиге является термически активационным процессом [154—168, 170—173]. Согласно потоковой теории Эйринга (гл. 3), скорость деформации может быть представлена в виде Все предложенные объяснения явления вынужденной эластичности сводятся к тому, что это явление вызвано смещением сегментов соседних цепей при изменении конформацион-ного состояния последних. В процессе вынужденной эластичности неориентированных термопластов в цепях не образуется больших осевых напряжений и даже не обнаруживается никакого разрыва цепей при деформациях, меньших деформации вынужденной эластичности ъу. Вынужденная эластичность соответствует началу сильного ориентационного деформирования. Обычно она сопровождается уменьшением сопротивления материала деформированию, уменьшением поперечного сечения образца в плоскости, перпендикулярной к направлению пластического растяжения, и повышением температуры вследствие частичного превращения механической работы в тепло. Ослабление материала и его термическое размягчение при постоянном значении истинного напряжения приводят к пластической нестабильности. При растяжении образца вдоль его оси эта нестабильность становится очевидной вследствие Исследования влияния ориентации цепи на начало роста трещины серебра показывают, что поперечная ориентация цепей по отношению к направлению действия главного напряжения ускоряет начало роста такой трещины [89, 153]. Поскольку меньшее число цепных сегментов ориентировано в направлении главного напряжения, критические локальные деформации достигаются при меньших напряжениях (гл. 3, разд. 3.4.5). В то же время напряжение начала роста трещины серебра возрастает с увеличением степени соосности цепей в направлении действия напряжения (увеличение степени ориентации, малый угол 9 между направлениями вытяжки и главным напряжением). При достаточной соосности цепей напряжения начала роста трещины серебра будут выше напряжения вынужденной эластичности при сдвиге, так что трещины серебра не образуются. В образцах ПС при 20°С вынужденная эластичность при растяжении происходит при значении удлинения Я = 2,6 или более, а также если 9(Я) меньше 20—30° [153]. Особого упоминания заслуживает результат Холла и Хорса [153], заключающийся в том, что ориентация молекул оказывает лишь слабое влияние на ориентацию плоскости с трещиной серебра. Вынужденная эластичность при сжатии Фрикционное взаимодействие, вынужденная эластичность при сжатии  Вакуумный дегазатор Вакуумной перегонкой Вакуумном эксикаторе Вальденовского обращения Валентных колебаний Валентными колебаниями Валентного состояния Варьируемых параметров Выделяется небольшое |
- |
Навигация