Изучение - ползучесть
Cтраница 4
Было показано, что релаксационные кривые хорошо аппроксимируются моделью из трех элементов Максвелла и одного гуковского элемента. Времена релаксации, соответствующие максвелловским элементам, составляют ti - HO с, т2 1500 с и т3 Ю5 с при 50 С для системы ПВХ ( молекулярный вес 60000) - ТКФ ( 60 вес. Близкие значения были получены и при изучении ползучести. [46]
Так, результаты изохронных, изотонических ( постоянное напряжение) и изометрических ( постоянная деформация) опытов представляют собой сечения этой поверхности, перпендикулярные соответственно осям времени, напряжения и деформации. Если образец резины Витон В приведен в состояние, соответствующее точке А, и поддерживается под постоянным напряжением, то изменение состояния будет происходить вдоль линии АВ. Проекция этого изотонического сечения на плоскость е, t соответствует данным, обычно регистрируемым при изучении ползучести, так как напряжение здесь отнесено к начальной площади поперечного сечения образца. [48]
Оба типа эксперимента возникли при испытании металлов и оба впервые были применены к пластмассам много лет назад. Судя по опубликованной литератре, имеется несколько таких работ, выполненных до начала 1940 г. Подобные методы стали широко использоваться в начале 1950 г., хотя лишь з последние годы разрабатывалась усовершенствованная аппаратура. Наиболее активно релаксацией напряжения занимался Тобольский и его сотрудники, в то время как Финдли был центральной фигурой при изучении ползучести. Хотя явления и подобны, характер аппаратуры и особенности исследований в большей степени различались. [49]
В опытах по релаксации напряжения образец подвергают быстрому растяжению до длины L, и силу, необходимую для сохранения этой длины, измеряют как функцию времени [ 922, гл. В испытаниях на ползучесть постоянным сохраняют деформирующее усилие, а длина образца фиксируется как функция времени [ 673, гл. Релаксация напряжения и ползучесть отражают одни и те же явления, хотя и противоположным образом. Изучение ползучести более важно с практической точки зрения, однако метод релаксации напряжения чаще используют в научных исследованиях, поскольку он легче поддается математической обработке. [50]
За исключением самой - высокой нагрузки в 3 г / денье, зависимость напряжения от логарифма времени является почти линейной для первого и второго испытания на ползучесть. Общая деформация определяется уравнением у YO Р / 2 где уо - мгновенное удлинение, почти линейно зависящее от натяжения. Параметр р резко увеличивается с увеличением нагрузки при первом испытании и медленно - при втором; t - время. Изучение ползучести волокна из полиэтилентерефталата было исследовано и при 100 - 200 С. [51]
Следует, однако, полагать, что при этом имела место диффузия анионов по ослабленным участкам кристаллической решетки. Энергия активации диффузии брома в прессованных поликристаллических образцах бромида серебра была определена непосредственно методом радиоактивных индикаторов ( см. рис. 17, гл. Полученное значение в 24 000 кал / моль хорошо согласуется с экспериментальными результатами Джонстона. Дополнительные опыты по изучению ползучести, выполненные на монокристаллах AgBr, в области высоких температур также оказывают сильную поддержку диффузионной модели ползучести в ионных кристаллах - величина энтальпии активации приближается к соответствующему значению энтальпии активации диффузии анионов в монокристалле. Однако, как показано работами С. Н. Жур-кова [4], ползучесть есть сложное явление, не всегда определяемое процессом самодиффузии. Далеко не во всех случаях энергия ( энтальпия) активации ползучести совпадает с энергией активации самодиффузии. Выше уже говорилось, что в процессе ползучести действуют одновременно несколько механизмов и при изменении условий деформации ( температура, напряжение) один лимитирующий механизм уступает место другому. Ниже 400 К ползучесть определяется процессом пересечения дислокаций. В температурном диапазоне 500 - 800 К и выше - в интервале 800 - ШОК - энтальпии тепловой активации процесса ползучести существенно различаются. Эти данные очень хорошо соответствуют энтальпии активации процессов диффузии анионов в низкотемпературной ( 1 0 эВ) и высокотемпературной областях ( 2 15 эВ; см. гл. В некоторых ионных кристаллах в различных системах скольжения действуют разные контролирующие механизмы. [52]
 |
Свойства материалов. упрочнясных дисперсным оксвдамш ( УДО. [53] |
МА-754 возможно создание сильной текстуры при деформации параллельно 100 кристаллографическому направлению. Такая текстура приводит к низкому значению модуля упругости в продольном направлении. Низкое значение модуля улучшает сопротивление термоусталости вследствие снижения напряжений при заданном уровне термической деформации. Анизотропия механических свойств заметна и при кратковременных испытаниях на растяжение, но гораздо сильнее она проявляется при изучении ползучести и длительной прочности, т.е. свойств, зависящих от времени. Свойства МА-754 и некоторых других сплавов в продольном и поперечном направлениях приведены в табл. 17.9. Как видно, прочностные свойства в поперечном направлении примерно на 5 % ниже, чем в продольном, при соответствующем пятикратном снижении величины сужения площади поперечного сечения при растяжении и двух-трех-кратном снижении напряжения разрушения при 1000 - ч выдержке при 1100 С. [54]
Величина J0 является, мгновенной упругой податливостью и характеризует собой начальную упругую реакцию на воздействие напряжения. Слагаемое tlr характеризует течение при больших временах воздействия напряжения. Функцию ф ( t) называют функцией запаздывающей ползучести или просто функцией ползучести. Значение этой функции приближается к единице при времени, стремящемся к бесконечности. Функция ползучести не является константой, но она также характеризует свойство материала. Опыты, в которых обнаруживается развитие деформации во времени, как это показано на рис. 2.26, обычно именуют экспериментами по изучению ползучести. [55]
В принципе, методы измерения деформации при ползучести и релаксации взаимозаменяемы, но на практике требования первого выше, так как необходима высокая стабильность и отсутствие дрейфа нуля в течение очень большого времени. В экспериментах же по релаксации одного наблюдения часто недостаточно, поэтому хорошая экспериментальная практика включает определенную возможность выбора моментов измерения в процессе релаксации. Более того, небольшое сопротивление трения движению, которое существенно при измерении экстензометром медленно изменяющейся деформации при ползучести, обязательно вызывает нежелательные смещения во время быстрого деформирования на начальном участке релаксационного эксперимента. Эти проблемы разрешимы, и может быть получена высокая чувствительность метода. Такое прекрасное разрешение влечет за собой высокую чувствительность к малым температурным флуктуациям, поскольку коэффициент теплового расширения пластмасс лежит в интервале 10 - 4 - - 10 - 5 1 / С, и к другим аспектам размерной стабильности образцов. Все это компенсирует преимущество высокого разрешения, и устанавливается своеобразное равновесие. Высокая чувствительность необходима для большинства фундаментальных исследований, но ползучесть и релаксация также важны и для инженерных приложений, для которых расчеты иногда могут базироваться на данных, полученных с низкой чувствительностью. Это признается Рекомендацией 1.1 BS4618 ( Рекомендация представления данных по конструкционным пластмассам), в которой машины для изучения ползучести разделяются на три класса. [56]
Страницы: 1 2 3 4