|
|
|
Главная --> Справочник терминов Усталостной прочностью Выше мы кратко рассмотрели зависимость от молекулярной структуры эластомеров технологических свойств сажевых смесей и основных физико-механических свойств вулканизатов. Можно указать на ряд других свойств резин, имеющих важное значение при конструировании различных резино-технических изделий, такие как усталостная выносливость, ползучесть, остаточные деформации и др., улучшение которых связано с получением однородных материалов — однородных сеточных, структур, что в свою очередь, опирается на внедрение каучуков с определенным молекулярным составом. Весьма существенным является также использование растворимых вулканизующих групп и интенсификация процессов смешения. Кроме того, полиамидные корды характеризуются сравнительно низкими модулями упругости и высокими деформациями. При эксплуатации в условиях постоянных и циклических нагружений возможно необратимое удлинение армирующего материала (разнашивание), снижающее долговечность изделий. Прочность, жесткость и стабильность размеров полиамидного корда повышаются при его термовытяжке, проводимой мри температуре на 20—30 °С ниже ТШ1 полимера. Под действием нагрузки (до 50 Н на нить) материал вытягивается примерно на 10%, при этом происходит дополнительнал ориентация макромолекул полиамида, приводящая к повышению степени кристалличности и изменению механических свойств полимера. Однако при термовытяжке в волокнах могут образовываться микроочаги разрушения, и усталостная выносливость корда мри этом снижается. Влияние температуры на динамическую выносливость неоднозначно и зависит от режима деформирования и среды, в которой эксплуатируется полимер. В инертной среде, где скорость механохимнческчх реакций невысока, член ДУ в уравнении (5.62) невелик, и повышение температуры приводит к росту динамической усталости. Эго обусловлено ускорением релаксационных процессов, что приводит к снижению напряжения в системе и сдвигу в сторону более мягких режимов. В среде кислорода, озона влияние температуры зависит от режима деформирования. При ео>80* наблюдается наибольший саморазогрев, увеличивается ДУ и усчалостная выносливость снижается. При ео<Ео* саморазогрев незначителен и усталостная выносливость определяется температурой окружающей среды. Повышение температуры в интервале, в котором вероятность термодеструк-цнн мала, способствует выравниванию локальных перенапряжений и приводит к росту динамической выносливости. При ес<е0* т{-(//)<Соа/ш и усталостная выносливость опре деляется концентрацией агрессивного агента, а при Со3 = согЫ динамическая усталость повышается с ростом ш; при жестких режимах нагружения выносливость определяется механическим фактором •$(№), т. е. упругогистерезнсными и прочностными свойствами. При высоких частотах нагружены» гистерезиспые потерн минимальны и практически не изменяются, поэтому и динамическая долговечность в интервале скоростей 50—500 циклов в минуту также не изменяется. Если использовать сажу в качестве наполнителя при изготовлении упругого элемента эластичной муфты, широко используемой для обеспечения эластичного соединения валов первичного двигателя и приводимого агрегата в компрессорах, на судовых двигателях и других силовых агрегатах, то повышается качество упругого элемента: усталостная выносливость И долговечность работы увеличиваются более чем в 5 раз, а несущая способность на 25-35% [17, 30]. и усталостная выносливость шины при нормальных и повышенных лением раздиру. С введением небольших количеств изопрена за счет подавления кристаллизации повышается морозостойкость каучука и вулканизатов. Важно, что при этом улучшается также усталостная выносливость резин без заметного изменения их износостойкости. В итоге выявлены следующие преимущества нового процесса и качества каучука СКДИ: Усталостная выносливость при 7,3 9,9 13,9 8,9 20,1 Усталостная выносливость при многократном растяжении ?=100 %, тыс. циклов 24 75 65 220 - усталостная выносливость 100 115 160 150 140 155 Как показывают данные таблицы 2.68, эффективность модификации наполненных резин олигомерами с гидразидными группами проявляется в существенном повышении прочностных свойств при воздействии локальных нагрузок (сопротивление раздиру), термостойкости, сопротивления тепловому старению, улучшается усталостная выносливость. Для решения проблемы создания полиуретанов с высокой усталостной прочностью традиционный подход, основанный на анализе критических разрывных характеристик, неприемлем. Более эффективным оказалось математическое моделирование систем с учетом особенностей молекулярной структуры полимера [67]. В этом случае полимер можно подвергать относительно низким деформациям, и, следовательно, изучать менее дефектную сетку. Полиамидный корд обладает высокой прочностью. Разрывная длина его достигает 65—70 км. Он отличается легкостью (плотность 1,14 г/см3) и высокой усталостной прочностью. При увлажнении он мало понижает свою прочность, сохраняя 87% исходной прочности. Полиамидный корд выдерживает более значительные динамические деформации по сравнению с вискозным кордом, так как он отличается высокой упругостью, низким модулем и большим разрывным удлинением. Поэтому полиамидный корд особенно рекомендуется для шин, работающих в условиях плохих дорог, где он хорошо выдерживает ударные нагрузки при наезде шины на препятствия3. Дли обеспечения длительной работы приходных ремней армирующий материал несущего слон должен обладать высокой прочностью, небольшим удлинением при рабочих нагрузках (высоким модулем), высокой усталостной прочностью при многократном изгибе, теплостойкостью, хорошей адгезией к релине. Кроме того, основным требованием технологии производства является отсутствие усадки и стабильность свойств н процессе производства изделий. К кордной нити предъиплиют очень высокие требования. В частности, нить должна обладать высокой прочностью и выносливостью (усталостной прочностью) при малой толщине, значительной упругостью и малыми величинами необратимых удлинений, низким теплообразованием и способностью сохранить свои физико-механические свойства при высоких температурах, возникающих во время качения шины. Д;1ит^ль';ую прочность, долговечность, усталость в статических условиях определяют как правило, временем до разрушения т, а в динамических условиях — усталостной прочностью о,\-(т. е. кратковременной прочностью образца при растяжении, сжатии и т. д. после действия на него Лг циклов напряжения) или числом циклов до разрушения образца. Как свидетельствуют теоретические оценки, с точки зрения механического поведения формирование наноструктур в различных металлах и сплавах может привести к высокопрочному состоянию в соответствии с соотношением Холла-Петча [4, 5, 317], а также к появлению низкотемпературной и/или высокоскоростной сверхпластичности [318, 319]. Реализация этих возможностей имеет непосредственное значение для разработки новых высокопрочных и износостойких материалов, перспективных сверхпластичных сплавов, металлов с высокой усталостной прочностью. Все это вызвало большой интерес среди исследователей прочности и пластичности материалов к получению больших объемных образцов с наноструктурой для последующих механических испытаний. Под динамической усталостной прочностью понимают амплитудное значение напряжения, при котором в данных условиях материал может обеспечить заданную выносливость. Высокой усталостной прочностью обладают резины с высокой прочностью при растяжении, малыми гистерезисными потерями и большой химической стойкостью. Преобладающее влияние одного из перечисленных свойств на усталостную прочность резин зависит от природы материала, режима деформации и характера внешних воздействий. Каучуки НК и СКИ-3 обладают высокой прочностью и малыми гистерезисными потерями, но недостаточной химической стойкостью, поэтому они широко используются в изделиях, работающих в условиях динамических нагрузок, но с введением антиоксидантов и противостарителей. К кордной нити предъявляют очень высокие требования. В частности, нить должна обладать высокой прочностью и выносливостью (усталостной прочностью) при малой толщине, значительной упругостью и малыми величинами необратимых удлинений, низким теплообразованием и способностью сохранить свои физико-механические свойства при высоких температурах, возникающих во время качения шины. К кордной нити предъявляют очень высокие требования. В частности, нить должна обладать высокой прочностью и выносливостью (усталостной прочностью) при малой толщине, значительной упругостью и малыми величинами необратимых удлинений, низким теплообразованием и способностью сохранить свои физико-механические свойства при высоких температурах, возникающих во время качения шины. Резины с 20% анилиновой смолы при одинаковой твердости обладают более низкой усталостной прочностью и более высокой эластичностью. Анилиновой смолой усиливают также и синтетические каучуки, в частности бутадиен-стирольный. На рис. 53 приведены физико-механические показатели вулканизатов с различным содержанием анилино-формальдегидной смолы, которая увеличивает модули и твердость, а прочность и сопротивление, раздиру повышаются только до определенного предела, соответствующего  Устойчивые комплексы Устойчивых соединений Устойчивое кристаллическое Устойчивостью образующегося Устойчивость комплекса Устойчивости образующихся Устраняется возможность Углеводороды получаемые Утверждение справедливо |
- |
Навигация