Cтраница 3
Затрачиваемая работа зависит от степени измельчения и деформационных свойств перерабатываемого материала. При тонком измельчении первый член в формуле (2.14) имеет преобладающее значение, так как он связан с образованием большой новой поверхности AF. Он становится особенно значимым для материалов с большой внутренней когезией, когда для образования единицы новой поверхности требуется значительная затрата энергии. Второй член носит энтропийный характер. При этом до момента образования новой поверхности происходит упругая или вязкоупругая деформация. Чем выше прочность материала или больше его деформация до разрыва, тем больше энергия, затрачиваемая на побочный процесс, не связанный с образованием новой поверхности материала. [31]
Раздир резин широко изучался в работах Ривлина и Томаса [49] и Томаса [50] с сотрудниками. Теория Гриффита предполагает, что квазистатическое разрастание трещины является обратимым процессом. Ривлин и Томас отметили, однако, что это не является непременным условием и что снижение запаса упругой энергии в результате разрастания трещины может быть сбалансировано изменениями величины энергии иного вида, а не только ростом энергии образующейся поверхности. Их задачей было определить величину, называемую энергией раздира, которая представляет собой энергию, затрачиваемую на рост трещины единичной длины при толщине образца, равной единице. Энергия раздира включает энергию образования новой поверхности, энергию, диссипируемую в процессе пластического течения, и энергию, диссипируемую необратимо в процессах вязкоупругой деформации. Предполагая, что все эти три вида затрат энергии пропорциональны приросту длины трещины и в первую очередь определяются характером напряженного состояния вблизи вершины трещины, можно считать, что общая величина энергии все-таки окажется не зависящей от формы образца и способа приложения деформирующего усилия. [32]
Рассмотрим, например, способ определения ударной вязкости по Шарпи. Он относится к методам испытаний с высокой скоростью деформирования при трех - или четырехточечном изгибе. Если испытываются образцы без надреза, то определяется преимущественно упругая энергия, накопленная в бруске перед разрушением, а ее величина определяется размерами и формой образца, разрушающим напряжением, модулем упругости образца и развитием в нем каких-либо пластических деформаций. Если в материале практически не развиваются пластические деформации, он не чувствителен к скорости деформирования. Тогда показатель вязкости разрушения по Шарпи с хорошим приближением равен площади под суммарной кривой нагрузка - деформация при низкоскоростном изгибе. Однако очевидно, что если материал чувствителен к скорости деформирования, например, в случае нехрупких полимеров, уменьшение вязкоупругих деформаций при высокой скорости деформирования приведет к снижению энергии разрушения по сравнению с медленным изгибом. [33]
Рассмотрим, например, способ определения ударной вязкости по Шарпи. Он относится к методам испытании с высокой скоростью деформирования при трех - или четырехточечном изгибе. Если испытываются образцы без надреза, то определяется преимущественно упругая энергия, накопленная в бруске перед разрушением, а ее величина определяется размерами и формой образца, разрушающим напряжением, модулем упругости образца и развитием в нем каких-либо пластических деформаций. Если в материале практически не развиваются пластические деформации, он не чувствителен к скорости деформирования. Тогда показатель вязкости разрушения по Шарпи с хорошим приближением равен площади под суммарной кривой нагрузка - деформация при низкоскоростном изгибе. Однако очевидно, что если материал чувствителен к скорости деформирования, например, в случае нехрупких полимеров, уменьшение вязкоупругих деформаций при высокой скорости деформирования приведет к снижению энергии разрушения по сравнению с медленным изгибом. [34]