Переработка полимеров и композитов в твердой фазе. Баронин Г.С - 20 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Давление жидкости в гидросистеме измеряется образцовым манометром типа МКД с точностью ±1 бар,
скорость повышения давления 17 МПа/c. Скорость движения плиты пресса – 0,006 м/c. Позициями
18
,
21
,
22
на рис.
3.11 обозначены стабилизированный источник питания, автотрансформатор и выпрямитель, соответственно.
Методические указания
Одностороннее осесимметричное сжатие полимера при нулевой боковой деформации (σ
1
; σ
2
= σ
3
; ε
1
; ε
2
= ε
3
=
0) является тем видом сложно-напряжённого состояния, которое возникает в прессформах компрессионного типа
и моделирует процесс штамповки в твёрдой фазе после заполнения материалом полости прессформы.
Одностороннее осесимметричное сжатие цилиндрических монолитных образцов диаметром 20·10
–3
м и
высотой 30·10
–3
м проводится на установке, описанной выше. Для оценки объёмного напряжённого состояния
материала в условиях, моделирующих реальные процессы обработки полимеров давлением, замеряется осевое и
боковое давления в ячейке в процессе испытания. Используется метод изотермического сжатия образца в
прессформе плунжерного типа. В случае осесимметричного сжатия при нулевой боковой деформации (σ
1
, σ
2
= σ
3;
ε
1
, ε
2
= ε
3
= 0) испытания проводятся следующим образом. Образец, нагретый в прессформе до 343 К и
термостатируемый в течение 20 мин, ступенчато сжимается до максимального осевого давления 440 МПа.
Одновременно при каждом заданном давлении замеряется деформация образца с точностью до 1·10
–5
м. При
достижении максимального давления нагрузку полностью сбрасывают и снова образец подвергается сжатию.
Длительность цикла сжатия, включая быструю стадию разгрузки, составляет 50…60 с. На первых циклах
деформации образца при одинаковых давлениях различаются между собой. Однако на 5–6 циклах сжатия эти
различия становятся пренебрежимо малыми (разница составляет не более 1·10
–5
м). Это указывает на то, что
полимерная система в процессе тренировки образца достигает определённого релаксационного состояния. Запись
осевого σ
1
и бокового σ
3
давлений производится на этих последних "квазиравновесных" циклах изотермического
одностороннего сжатия (рис. 3.14). Подобная тренировка образцов обеспечивает однозначность полученных
данных. Затем образец, не вынимая из прессформы, охлаждается без давления до заданной температуры и вновь
сжимается по вышеописанной методике. Так получаются значения высоты образца ∆
h
и бокового давления σ
3
в
зависимости от осевого давления σ
1
при температурах
Т
293
–
Т
с
(
Т
пл
) полимера.
Зависимости σ
3
=
f
(σ
1
) и ∆
h
= (σ
1
), полученные в условиях осесимметричного сжатия ПВХ [2, 27], показаны
на рис. 3.15.
Характерной особенностью данных зависимостей является то, что каждая из них состоит из двух прямых,
пересекающихся при одном и том же значении осевого давления σ
кр
.
Благодаря неравномерности сжатия, полимерные материалы в критической точке переходят из упругого
состояния в упруго-пластическое. Такой переход при воздействии высокого давления на полимерные материалы
сопровождается существенными структурными изменениями [2, 3, 24, 35].
Взаимосвязь между σ
1
и σ
3
описывается соотношением вида
σ
3
/ σ
1
= ξ, (3.4)
где ξ – эффективный коэффициент бокового давления, который связан с коэффициентом Пуассона µ
зависимостью [9]:
Рис. 3.14. Осциллограмма бокового давления в ячейке при ступенчатом нагружения образца в условиях
осесимметричного сжатия ПВХ:
h
i
′
,
h
i
″,
h
i
′″ – показания датчиков бокового давления (Д
1
, Д
2
, Д
3
)
при каждом осевом давлении σ
1

Страницы