ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Физический смысл констант при деформировании:
−
T
m
– предельная температура размягчения, выше которой полимер не может вести себя как твёрдое тело; при
деформировании величина T
m
меньше;
−
τ
m
– период колебания кинетических единиц – сегментов; при деформировании минимальное значение τ
m
больше, чем при разрушении;
−
U
0
– максимальная энергия активации процесса размягчения. Она определяется энергией связей, которые
препятствуют потере формы тела. При размягчении U
0
больше, так как при хрупком разрушении последовательно
разрываются единичные межатомные связи, а при размягчении за одну флуктуацию требуется «параллельное»
перемещение одновременно многих звеньев одного сегмента, т.е. разрыв многих межмолекулярных связей этого
сегмента как кинетической единицы;
−
γ – структурно-механическая константа, характеризующая эффективность механического поля при действии
нагрузки. Силовой фактор также меньше при разрушении.
U
0
, T
m
, τ
m
различаются при разных предельных состояниях (разрушении и деформировании) и являются атомно-
молекулярными характеристиками материала, не зависящими от вида нагрузки и напряжённого состояния. От вида
нагрузки зависит только γ, которая показывает, насколько U
0
снижает основной потенциал работоспособности материала
при разрушении или деформировании.
Наблюдаются случаи, когда в материале протекает одновременно два процеccа – разрушение и деформация.
Примером данного явления может служить пенетрация (т.е. вдавливание в материал стального шарика). При этом работа
материала осложняется действием концентраторов напряжений в вершине индентора, а также изменением напряжения,
оно убывает по мере увеличения глубины вдавливания [14]. На примере древесных плит в табл. 2.1 показано влияние
напряжённого состояния на величины констант, входящих в уравнения (2.3) – (2.6).
2.1. Величины физических и эмпирических констант
древесностружечных плит при деформировании и разрушении [15]
Величины констант
Вид нагрузки
Плотность,
кг/м
3
θ
m
(θ
m
∗
), с T
m
(T
m
∗
), K
U
0
(U
0
∗
), кДж/
моль
γ (γ
∗
), кДж/
(моль·МПа)
700 10
–2,9
540 213 11,3
Поперечный изгиб
800
10
8
–152 –33 235
Деформация сжатием (7 %) 700 10
–1,5
417 276 36,3
Деформация сжатием (10 %) 800 10
7,1
208 –1 –9,5
Деформация сжатием (19 %) 800 10
6,25
189 –7 –5,17
700 10
–1,2
435 223 6,96
Пенетрация
800 10
6,2
206 –54 –5,9
Примечание. Для ДСП плотностью 800 кг/м
3
испытания при поперечном изгибе проводились на образцах с концентратором
напряжений.
Из таблицы видно, что для ДСП плотностью 700 кг/м
3
значения трёх констант (θ
m
, T
m
, U
0
) при пенетрации близки
аналогичным константам при семипроцентной деформации сжатием. При этом величина энергии активации близка U
0
разрушения химических связей целлюлозы. Значение четвёртой структурно-механической константы ближе к γ
р
(в 1,6
раза меньше), а не γ
д
(в 6,1 раза меньше).
Для ДСП плотностью 800 кг/м
3
картина несколько меняется. Для него вид зависимости деформационной
долговечности от напряжения аналогичен виду зависимости при сжатии, однако наблюдается значительное изменение
константы
*
0
U
(увеличивается в 10 раз) и незначительное γ
∗
(уменьшается в 1,3 раза). При этом их значения
приближаются к константам, полученным при разрушении поперечным изгибом образцов с концентратором напряжений.
Величины остальных двух констант (
*
m
θ
,
*
m
T
) близки значениям, полученным при деформации сжатием. Предэкспонента
соответствует 19 %-ной деформации, а температура полюса – 10 %-ной.
Из вышесказанного можно сделать вывод, что при пенетрации древесных композитов наблюдается сложное
переплетение двух процессов разрушения и деформирования. Для ДСП плотностью 700 кг/м
3
их роль приблизительно
одинакова, а для ДСП плотностью 800 кг/м
3
на них ещё накладывается влияние концентраторов напряжений в вершине
индентора [16]. Следует также отметить, что процесс разрушения иногда можно наблюдать визуально: вокруг лунки
образующейся от вдавливания шарика появляются трещины.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- …
- следующая ›
- последняя »
