ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные закономерности из "Проектирование деталей из пластмасс " При прочностном расчете деталей из пластмасс во многих случаях могут быть применены методы сопротивления материалов. Однако специфика пластмасс ограничивает применение этих методов н вызывает необходимость внесения в них существенных коррективов. [c.139] В основу теории прочности и деформативности пластмасс должны быть положены полученные из опыта закономерности по влиянию фактора времени, температуры, влажности, анизотропии и др. [c.139] Пластикам, являющимся упруго-вязко-пластическими материалами, свойственна нестабильность структуры во времени и при изменении температуры они имеют изменяющиеся во времени прочность и деформативность при постоянной длительно действующей, ступенчатой, непрерывно изменяющейся и повторно переменной нагрузках (зависимость прочности от времени нагружения более четко видна у терме пластов, чем у реактопластов). [c.139] Под влиянием нагрузки в пластиках возникают мгновенные упругие деформации е,упр и развивающиеся во времени вязкие и пластические деформации. [c.139] Мгновенная деформация (деформация, возникающая под нагрузкой мгновенно и происходящая в объеме деформируемого тела со скоростью звука) полностью исче-заеГпри разгрузке, т. е. практически изменяется с такой же скоростью, с какой изменяется нагрузка. [c.139] Вязкая деформация —деформация, развивающаяся во времени в процессе при ложения и изменения нагрузки, при достаточном времени после полной разгрузки исчезает и, значит, является упругой гву. При небольшом времени после разгрузки имеет место остаточная деформация, которая по существу является упругой (деформацией упругого последствия) ввиду обратимости ее во времени. Наличие высокоэластической деформации, обусловленной изменением конфигурации гибких молекулярных цепей, является принципиальной особенностью полимерных материалов, отражающейся на их поведении при деформировании. Природа высокоэластической деформации подробно описана в книге [49]. [c.139] Пластические деформации не исчезают после полной разгрузки в течение неограниченного большого времени. Величина и скорость развития во времени пластической деформации зависят от величины и времени действия нагрузки. Рост этих деформаций объясняется прогрессирующим во времени возникновением и развитием местных разрушений. [c.139] В упругой области работы полимерного материала при разгрузке происходит полное восстановление начальных размеров, а в упруго-пластической — частичное (за счет упругих деформаций). [c.139] При увеличении скорости приложения нагрузки материал становится более хрупким (рис. 1). С увеличением температуры прочность полимерного материала уменьшается. Зависимости предела прочности некоторых полимерных материалов от температуры приведены в табл. 1 [57]. [c.140] Все промежуточные значения прочностных показателей в интервале температур от —50 до +70 С можно вычислить по данным табл. 1 для этого необходимо построить треугольники, аналогичные показанному на рис. 2. Из приведенных сведений следует, что широко используемая в практике величина предела прочности, полученная по стандартной методике, является условной величиной и может быть не равна значению предела прочности детали в условиях эксплуатации в связи с различием температур и скоростей деформации. Пластмассы, в отличие от. металлов, ведут себя под нагрузкой даже при комнатной температуре как вязко-упругие тела и проявляют ползучесть. Увеличение действующих напряжений увеличивает опасность влияния ползучести на конструктивные размеры деталей. Нагрузочная способность падает с увеличением времени, в течение которого приложена нагрузка. [c.140] Наиболее высокие деформации имеют полимеры с линейной структурой (термопласты). Величина остаточной деформации под нагрузкой полимеров с пространственной структурой (реактопластов) не превышает 1—3%. [c.141] Практически полимеры всегда находятся в неравновесном состоянии. Это обусловливает изменение свойств при снятии внешних нагрузок, связанное с медленным приближением к равновесному состоянию, т. е. с наличием релаксационных процессов. [c.141] Релаксационные процессы, обусловленные высокоэластической деформацией, в значительной степени могут влиять на геометрическую форму изделия, особенно если пластмасса обрабатывалась при температуре высокоэластического состояния. [c.141] В соответствии со структурой пластмасс, релаксация имеет большее значение для термопластов. [c.141] Подобное поведение пластмассовых изделий (не присущее металлическим, которые не имеют высокоэластического состояния) должно быть учтено при конструктивном оформлении пластмассовых деталей. [c.141] При расчете деталей из жестких термореактивных пластмасс, если напряжетгое состояние вызывает статическая кратковременная нагрузка и вязко-упругие свойства не успевают проявиться, допустимо применение закона Гука. [c.141] Приведенный метод расчета — приближенный и не всегда может быть применен, так как в ряде случаев при длительном нагружении лимитирующим фактором является изменение размеров детали, происходящее вследствие ползучести материала (это особенно относится к термопластам). [c.141] Ползучесть — важная характеристика материала, позволяющая определить возможность использования его в различных конструкциях. [c.141] В проблеме ползучести одно из главных мест занимает возможность определения деформации ползучести за длительное время на основе данных испытаний, полученных за более короткий срок. Обычно используют метод экстрополяции, выражая результаты исследований деформации ползучести как функцию времени в логарифмической или полулогарифмической системе координат. [c.141] Полученная величина ползучести дает возможность найти допускаемые нагрузки и напряжения. [c.142] Вернуться к основной статье