Переход через предел прочности

На нисходящей ветви кривых х (7) часто наблюдается более или менее интенсивные колебания напряжения сдвига. Амплитуда и частота этих колебаний зависят от эластичности исследуемого материала, скорости деформации и жесткости динамометра так, что их интенсивность возрастает с увеличением эластичности исследуемой системы, скорости деформации и уменьшением жесткости динамометра. Колебания напряжения сдвига после перехода через предел прочности могут быть вызваны, по крайней мере, двумя причинами. Во-первых, особенностями разрушения структуры материала. Можно предполагать, что в двухкомпонентных системах, в которых один из компонентов проявляет высокую эластичность и содержится в относительно небольшой концентрации, разрушение структуры протекает неравномерно. В таком случае колебания напряжения сдвига носят затухающий характер. Однако они могут происходить с низкой интенсивностью и при неограниченно длительном деформировании материала, т. е. достигается только квазиустановившийся режим течения. Во-вторых, колебания напряжения могут быть обусловлены чередующимися отрывами материала от измерительных поверхностей и его прилипаниями к ним, что является одной из важнейших причин эластической турбулентности. [c.66]

В отличие от типичных твердых тел, у которых переход через предел прочности сопровождается их разделением на части в случае таких упруго-пластично-вязких тел, как концентрированные дисперсные системы, разрушение структурного каркаса может не приводить к потере ими целостности вследствие наличия в них жидкой дисперсионной среды и неплотной упаковки частиц дисперсной фазы, находящихся под воздействием броуновского движения. Именно под влиянием перехода через предел прочности совершается превращение такого рода систем из тел, которые ведут себя как твердые тела в жидкости, способные деформироваться неограниченно долго без потери ими целостности даже при высоких напряжениях сдвига. [c.68]

Выше указывалось, что в случае использования мягких динамометров при переходе через предел прочности может происходить очень большое повышение скорости деформации. Это вызывает интенсивное разрушение структуры образцов и резкое снижение сопротивления деформированию. Высокая скорость деформации при переходе через предел прочности действует только кратковременно. Поэтому не успевает произойти глубокое разрушение структуры и развиться ориентационный эффект. После быстрого уменьшения скорости деформации в условиях действия низких напряжений начинается восстановление структуры в материале, что под влиянием непрерывного движения измерительной поверхности приводит к нарастанию напряжения сдвига. Оно продолжается до некоторого меньшего, чем первоначально достигнутое т , так как повторный переход через предел прочности совершается в системе с неполностью восстановившейся структурой. После достижения снова совершается разрушение структуры и напряжение сдвига опять падает до некоторого Длительное наблюдение за этими колебаниями показывает, что значение максимальных и минимальных напряжений сдвига может медленно уменьшаться, т. е. постепенно увеличивается глубина изменения структуры материала. Это сильнее всего проявляется [c.77]

С уменьшением жесткости динамометра и задаваемой приводом скорости движения измерительной поверхности, с одной стороны, усиливается снижение напряжения при переходе через предел прочности, с другой стороны, — низкие скорости привода благоприятствуют восстановлению структуры, материала. Поэтому снижение скорости и жесткости динамометра вызывает возрастание [c.78]

Особенно сильно проявляется влияние жесткости динамометров на кривые т ( ) н т (у) после перехода через предел прочности. При достаточно высокой скорости работы привода, когда отсутствуют колебания напряжения, выход на установившийся режим течения осуществляется медленнее на более жестких динамометрах, так как жесткие динамометры сдерживают разрушение структуры — оно происходит в условиях отсутствия или вообще меньшего повышения скорости деформации при переходе через предел прочности. При низких скоростях с уменьшением жесткости динамометра усиливается резкость снижения во времени напряжения при переходе через предел прочности, который в этих случаях бывает представлен точкой перелома на кривых т (/). Это связано с большим повышением скорости деформации, вследствие чего может натекать значительная деформация, что обусловливает значительную пологость нисходящей ветви кривых т (у). Наконец, если при данном сочетании скорости привода и жесткости динамометра возникают колебания напряжения, то достижение установившегося режима течения становится практически невозможным без изменения скорости привода). [c.80]

В случае жесткого динамометра через 20 ч после начала опыта был достигнут установившийся режим течения, причем кривая т (7) была плавной. При использовании мягкого динамометра происходили колебания напряжения так, что (сравните точки С и на ломаной ОС. . . J). Это снижение величины вызвано ориентацией частиц дисперсной фазы в процессе быстрого натекания деформации при переходе через предел прочности, что в случае пластичных систем сильно влияет на их сопротивление деформированию. Увеличение скорости враш,ения внутреннего цилиндра (участка Я/и Я / ломаной ОС.. . J кривой ОС. .. / ) снимает колебания напряжения и довольно быстро приводит к достижению установившегося режима течения. Переход снова на низкую скорость привода уже не сопровождается развитием колебаний напряжений — легко достигается установившейся режим течения. Это поясняет рекомендованный выше прием достижения Густ у пластичных систем при очень низких скоростях деформаций путем предварительного их деформирования с более высокой скоростью. [c.81]

Оценка эффекта разрушения структуры материала по соотношению Тд и Хуст не является строгой, особенно если она производится в широком интервале скоростей деформаций. Это видно из результатов исследования пластичных дисперсных систем [21 ]. С повышением у переход через предел прочности все в большей степени сопровождается вязким течением, т. е. на определение величины предела прочности все большее влияние оказывает сопротивление вязкого течения. С ростом скоростей деформаций в области высоких Y значения т и Ху сближаются, хотя изменения структуры пластичного материала под влиянием деформирования увеличиваются. Это будет более подробно рассмотрено в конце настоящей главы. [c.82]

Переход через предел прочности при втором нагружении образца вызывает снижение напряжения, которое он может выдерживать (точка 3 лежит ниже точки 2). Завершение длительно протекавшего последействия, после разгрузки образца (кривая З З") показывает, что переход через предел прочности сопровождается разупрочнением образца — накапливанием при деформировании значительных необратимых деформаций. Третье нагружение дало кривую 0"4, показывающую, что несмотря на длительный отдых образца, в процессе завершения упругого последействия его свойства под влиянием перехода через предел прочности необратимо изменились. Это выражается в снижении предела [c.85]

Из рис. 49 следует, что при достаточно высокой скорости деформирования полимера изменение его релаксационных свойств начинается почти сразу после начала процесса деформирования, т. е. задолго до перехода через предел прочности. Разрушение структуры в материале совершается вплоть до выхода его на режим установившегося течения. Облегчение релаксации напряжений происходит не только до перехода через предел прочности, когда растут напряжения сдвига, но и в области нисходящей ветви кривой т (i), когда, несмотря на снижение напряжений сдвига, наблюдается облегчение релаксации напряжений. Последнее [c.111]

Из приведенного выше рассмотрения характера перехода через предел прочности у пластичных систем в зависимости от жесткости динамометра (см. рис. 29) следует, что при низких скоростях привода использование очень мягких динамометров обусловливает [c.123]

При использовании очень жестких динамометров даже с высокочувствительными схемами регистрации напряжений переходы через предел прочности удается обнаружить только при скоростях деформаций, значительно превышающих критическую скорость, отвечающую достижению нижнего предела прочности. Это было показано для упругих жидкостей и связано с тем, что при у, не очень сильно превышающих разрушение структуры при переходе через предел прочности выражено слабо и максимум на кривых т (/) трудно зарегистрировать [55]. [c.124]

Павловского Ю. метод определения функции течения 148 Переход от ньютоновского течения к неньютоновскому 123 Переход через предел прочности 68, 74, 77 [c.269]

Рис. 29. Изменение скорости деформации и натекание деформации при переходе через предел сдвиговой прочности у пластичных систем

На рис. 49 представлена зависимость 0(1 от времени, в течение которого производилось деформирование полимера с указанной выше скоростью. Очень интересна также зависимость от времени деформирования первой производной 0о по времени. На оси абсцисс отмечено время перехода через предел сдвиговой прочности, отвечающее максимуму на кривой х t). [c.111]

Прибор позволяет производить измерение предела сдвиговой прочности (иногда именуемого статическим напряжением сдвига). В этом случае электромагнитная муфта разъединяет наружный цилиндр и привод. На валу стакана имеется шестерня 18, через которую от миниатюрного электродвигателя 19 наружный цилиндр может приводиться во вращение со скоростью 0,2 об/мин. Пуск электродвигателя осуществляется по секундомеру. По закручиванию торсиона определяется ход процесса деформирования исследуемого материала и переход через предел сдвиговой прочности. Груз 15 предназначен для оттягивания в нижнее положение торсиона. Вся подвесная система вместе с внутренним цилиндром опирается на конусные опоры 6 и 4. Углы поворота крутильной головки 9 (после освобождения стопора и вращения маховичка 13, связанного с головкой через передачу W) определяются по шкале, деления которой увеличиваются призмой 12. [c.201]

Нарушения, вызванные недостаточной прочностью (например, при разрушении) или обусловленные чрезмерной деформацией (например, при переходе через предел текучести по допуску на величину остаточной деформации 0,2%)- [c.75]

За пределами упругой области при переходе через точку А (напряжение, соответствующее этой точке, называют пределом упругости оу) кривая переходит в так называемую пластическую область. Величина От соответствует пределу текучести — минимальному напряжению, при котором деформация продолжает возрастать без увеличения нагрузки. Точка С кривой а=[(е) соответствует пределу прочности Оп- При достижении предела прочности образец разрушается. Под прочностью понимают отношение минимальной нагрузки, при которой образец разрушается, к площади сечения образца. [c.123]

Физико-механические свойства при повышенных температурах. Зависимость прочностных показателей (пределы прочности при разрыве, сжатии, срезе) и твердости от температуры для большинства материалов имеет падающий характер и описывается экспонентой. Для отдельных материалов наблюдается переход через минимум — после первоначального снижения некоторое повышение показателей при 300° С. Это, по-видимому, объясняется протеканием термохимических процессов (см. гл. 3), приводящих к структурным преобразованиям в материале. [c.180]

У пластичных дисперсных систем даже при очень большом увеличении скорости деформации наблюдается незначительное уменьшение времени достижения предела прочности и увеличение деформации у , при которой совершается переход через [c.73]

Наблюдаемое снижение S под воздействием водорода происходит за счет образования водородных трещин, развивающихся задолго до полного разрушения стали, и, в меньшей мере, за счет воздействия молекулярного водорода, находящегося в коллекторах. В хрупких материалах, у которых наблюдается значительное снижение предела прочности [123] у пластичных же снижается только очень незначительно,, так как образование трещин наступает после перехода через максимум диаграммы растяжения. [c.81]

Для материалов самой различной природы на кривых т ("i)) могут быть максимумы. Г. В. Виноградовым и К- И. Климовым было показано [8], что у пластичных дисперсных систем, слабо релаксирующих в области упругих деформаций, переход через этот максимум обусловлен прежде всего разрушением трехмерного структурного каркаса, образованного кристаллической дисперсной фазой. Если частицы дисперсной фазы анизодиаметричны, то переход через максимум на кривых т (7) сопровождается одновременно разрушением структурного каркаса и ориентацией частиц в направлении деформирования. Процесс изменения структуры пластичных систем, сопровождающийся более или менее резким снижением сопротивления при переходе через максимум на кривых т (у), Г. В. Виноградов предложил именовать переходом через предел сдвиговой прочности. В последующ,ем для пластичных дисперсных систем было установлено [21 ], что переход через предел прочности — это переход от упрочнения в процесс деформирования материалов с неразрушенным структурным каркасом к разупрочнению под влиянием его разрушения. При испытаниях по методу Q = onst это разупрочнение представляет структурную релаксацию напряжения, т. е. его снижение под влиянием изменения, прежде всего разрушения, структуры материала. [c.68]

Следует вообще отметить, что определение того, распрострг -няется ли зона разрушения структурного каркаса в пластичных системах на весь зазор между измерительными поверхностями или нет, представляет сложную задачу. Это связано с тем, что у этих материалов структурная релаксация иногда бывает выражена чрезвычайно резко, т. е. сопровождается очень большим снижением сопротивления деформированию (см. рис. 26). Следовательно, переход через предел прочности в зоне действия достаточно высоких для этого напряжений может сопровождаться при Q 72 [c.72]

На процесс перехода через предел прочности очень сильное влияние может оказывать жесткость динамометрических устройств. Экспериментально это было изучено только для пластичных дисперсных систем В. П. Павловым и Г. В. Виноградовым [П ]. Если предел прочности выражен очень резко (в системе совершается сильное разрушение структуры), то при использовании мягких динамометров переход через этот предел сопровождается огромным увеличением скорости деформации. Когда начинается разрушение структуры в материале, его сопротивление деформированию снижается. Вследствие запасенной в динамометре упругой энергий связанная с ним измерительная поверхность приобретает возможность перемещаться навстречу движению второй поверхности. В случае мягкого динамометра угол поворота одной поверхности относительно другой может быть значительным. Поэтому при быстром разрушении структуры в материале происходит значительное увеличение скорости относительного перемещения измерительных поверхностей, т. е. скорости деформации. Такое возрастание скорости, в свою очередь, вызывает усиление изменения структуры материала. С другой стороны, по мере углубления разрушения структуры и снижения действующего в материале напряжения возрастает интенсивность обратного процесса структурообразова-ния. В результате скорость деформации начинает снижаться. [c.74]

На нисходящей ветви кривых т (у) завершается то разрушение структуры материала, которое, с высокой интенсивностью происходит при переходе через предел прочности. Кроме разрушения структуры после перехода через предел прочности может проявляться ориентация анизодиаметричных частиц в направлении деформирования, что также приводит к снижению напряжений. Поэтому выше указывалось, что переход через предел прочности правильнее связывать не просто с разрушением, а с изменением структуры материала. [c.75]

После перехода через предел прочности не всегда удается достичь установившегося режима течения. Н. Н. Серб-Сербиной и П. А. Ребиндером [24] было обнаружено, что у высокоструктурированных глинистых суспензий после перехода через предел прочности и некоторого снижения напряжения сдвига вновь наблюдается его повышение, затем снова происходит падение напряжения и т. д. Многократные переходы через предел прочности могут совершаться длительно так, что невозможно достичь установившегося режима течения материала. В. П. Павлов и Г. В. Виноградов показали [19 ], что это явление имеет общее значение для тиксотропных пластичных дисперсных систем. Его проявление усиливается с понижением жесткости динамометра и задаваемой приводом скорости движения измерительных поверхностей. При низких скоростях только использование чрезвычайно жестких динамометров позволяет выйти на установившиеся режимы течения. [c.77]

Влияние жесткости динамометра и скорости движения одной из измерительных поверхностей на рассмотренное здесь явление колебания напряжений на нисходящей ветви кривых т (у) можно иллюстрировать опытами В. П. Павлова и Г. В. Виноградова с водной пастой бентонита, которая испытывалась на приборе с коаксиальными цилиндрами, снабженном мягким (с модулем 82 мн-м-рад ) или жестким динамометром (с модулем 45 н-м-рад ). Результаты этих опытов представлены на рис. 32. Здесь на нижней оси абсцисс отложена шкала деформаций. Она состоит из трех участков, построенных в разных масштабах с разрывами. Кривая 1 дает зависимость т t) в оиыте на мягком динамометре при скорости вращения внутреннего цилиндра О, Ъ об мин. Переход через предел прочности сопровождается практически моментальным падением напряжения. Вслед за этим начинаются его колебания, причем каждый раз повышение напряжения происходит более или менее медленно, а падение очень быстро. Падению 78 [c.78]

По особому может протекать изменение структуры у концентрированных (пластичных) дисперсных систем после перехода через предел прочности, если частицы дисперсной фазы у них отличаются анизодиаметричностью. В результате разрушения структурного каркаса при переходе через предел прочности они ориентируются в направлении деформирования, Г. В. Виноградовым в ряде работ было показано, что после прекращения деформирования тиксотропное восстановление — цементация трехмерного структурного каркаса не сопровождается сколько-нибудь полной дезориентацией частиц дисперсной фазы. Поэтому в результате деформирования такие системы приобретают анизотропию, которая может оставаться неизменной в течение длительного времени. [c.81]

Так как по резкости спада напряжения после перехода через предел прочности нельзя определить, является ли изменение структуры обратимым, то правильнее таким образом оценивать не тик-сотропию, а суммарный эффект изменения структуры материала, что выше было характеризовано термином структурной релаксации, т. е. снижением напряжения под влиянием изменений структуры в материале. [c.82]

Изменение структуры материала под действием деформирования влияет на предел прочности и сопротивление течению, т. е. на вязкость. Так как у различных материалов это влияние на переход через предел прочности и на вязкость проявляется по-разному, то иногда считают возможным подразделить тиксотропию на прочностную и вязкостную и даже допускают, что при наличии вязкостной тнксотропии может отсутствовать изменение прочностных свойств в тик-сотропных системах [32]. [c.83]

Метод Y = onst можно с успехом использовать для определения состояний материала и того, как влияет деформирование на его структуру и свойства в области чисто упругих деформаций, под влиянием перехода через предел прочности или в результате достижения установившегося течения. Для этого используются различные способы. [c.84]

Сказанное о возможности оценки ориентационного эффекта иллюстрируется данными, взятыми из работы [58] и представленными на рис. 37 для пластичной смазки с очень резко выраженным пределом прочности. На графике 1 этого рисунка показаны результаты опыта, в котором внутренний цилиндр ротационного пла-стовискозиметра вращался по часовой стрелке. После перехода через предел прочности, когда происходит снижение напряжения сдвига, при его значении, близком к 3 Гн1м , с образца была снята нагрузка, что схематически показано вертикальной стрелкой. Через 2 мин отдыха опыт был повторен и получен график 2. В этом втором опыте предел прочности оказался значительно пониженным. При т около 2,5 гн/м с образца была снята нагрузка и ему снова был дан двухминутный отдых. [c.89]

Под влиянием релаксации напряжения, особенно если она происходит с большой скоростью (например, структурная релаксация при переходе через предел прочности), при постоянной скорости работы привода происходит разгрузка динамометра и существенно изменяется режим деформирования. Для обеспечения его постоянства необходимо использовать схемы работы привода с обратной связью так, чтобы возможное снижение напряжения компенсировалось повышением скорости деформации. При значительной скорости релаксации напряжения обратная связь должна отличаться высокой жесткостью. С другой стороны, если релаксация напряжения в материале совершается с невысокой скоростью, то режим т = onst можно поддерживать ручной регулировкой работы привода. [c.99]

Здесь нужно указать на то, что экспериментальное доказательство А. А. Трапезниковым и В. А. Федотовой существования нижнего предела прочности по достаточно резкому переходу от монотонных кривых X t) к кривым с максимумами основывалось на некритическом использовании ими опытных данных и заслуживает особого разбора. Их опыты проводились с очень мягким динамометром и легкорелаксирующей высокоэластичной системой (4%-ный раствор нафтената алюминия в декалине). В этих условиях переход через предел прочности может сопровождаться значительным повышением скорости деформации в результате разрушения структуры и поэтому измерение предела прочности производится фактически при более высоких скоростях деформаций, чем те скорости, которые отвечают установившимся режимам течения. [c.123]

В опытах с высокоэластичными системами, у которых с повышением скорости деформации происходит сильное деформационное упрочнение, определение зависимости скорости деформации от напряжения сдвига при установившихся режимах течения может наталкиваться на большие трудности вследствие проявления пристенного скольжения относительно измерительных поверхностей. Этот случай по опытам А. Я. Малкина, проводившимся согласно методу Q = onst, иллюстрируется рис. 58. Испытывался линейный полиэтилен при 155° С. Опыты проводились с очень жестким динамометром. Поэтому нижний предел прочности (точка А) был достигнут в области скоростей деформаций, соответствующих неньютоновским режимам установившегося течения. Кривая А В показывает зависимость предела прочности от скорости деформации. При каждой данной скорости деформации после перехода через предел прочности наблюдаются колебания напряжения сдвига, амплитуда которых характеризуется полосой АСС. Эти колебания обусловлены чередующимися проскальзываниями материала относительно измерительных поверхностей и его прилипания к ним. При увеличении скорости до некоторого [c.125]

С увеличением у на все режимы деформации, связанные с разрушением структуры материала, все большее влияние оказывает сопротивление вязкого течения дисперсионной среды и обтекания ею частиц дисперсной фазы. Это резче всего проявляется в материалах с разрушенной структурой (ветвь DE кривой A DEFG). Однако при более высоких скоростях деформации разрушение структуры материала, сопротивление вязкому течению дисперсионной среды и перемещению в ней обломков структурного каркаса и отдельных частиц дисперсной фазы начинает проявляться уже при переходе через предел прочности, что обусловливает в материалах с хрупким каркасом повышение предела прочности с увеличением у. [c.129]

Область кривой BG, прилегающая к точке G, изображена предположительно. Однако нет сомнений в том, что при очень высоких скоростях деформаций происходит сближение кривых успг (т) И (т) Это обусловлено тем, что вязкое сопротивление оказывает все большее влияние на начальные стадии разрушения структуры материала и, в частности, на переход через предел прочности. С увеличением у сопротивление в вязком потоке может расти неограниченно, тогда как сопротивление хрупкому разрушению структурного каркаса должно иметь предел. Следовательно, при некоторой критической скорости деформации у = достигается верхнее значение предела прочности, при котором, однако, сопротивление разрушению структурного каркаса само по себе пренебрежимо мало. Это значит, что в пластичных дисперсных системах действительной мерой прочности структурного каркаса, образованного дисперсной фазой, является предел текучести или значения предела прочности в той области скоростей деформации, [c.129]

На практике наряду с определением предела прочности при растяжении и относительного удлинений при разрыве большое значение имеет определение предела тёкучести при растяжении и удлинения в начале течения. При переходе через предел текучести происходят недопустимо большие деформации материала. Предел текучести определяет то напряжение, до которого возможна работа полимера в конструкциях. Для полиэтилена НД оно составляет (220ч-260) 10 Н/м . Полиэтилен НД обладает более высокой теплостойкостью по сравнению с полиэтиленом ВД. [c.52]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...