Характеристики материалов релаксации

Книга знакомит читателя с основными понятиями реологии, теории измерения вязкости и особенностями определения упругих свойств, сдвиговой прочности, релаксации напряжения и других характеристик материалов при помощи ротационных приборов разных назначений. В ней даны описания ротационных приборов и их характеристики. [c.2]

Для реологической характеристики материалов очень важны значения т и у, соответствующие максимумам на кривых т (у), а именно т и у . Если материалы относятся к слабо релаксирую-щим в упругой области, с хрупко разрушающейся структурой (различные пластичные дисперсные системы), ее интенсивное изменение начинается при достижении максимума на кривых т (у). В упругих жидкостях оно обычно обнаруживается в верхней части восходящей ветви кривых т (у) до максимума. Вообще значения т и у, при которых развивается изменение структуры материала, приводящее к структурной релаксации, зависит от природы материала и скорости его деформирования. [c.72]

Для обработки результатов измерения релаксации напряжения в упругих жидкостях при различных температурах удобно применять метод приведенных переменных. В линейной области, когда отсутствуют изменения структуры в материале под влиянием деформирования, для полимеров в текучем состоянии было показано [56], что универсальная температурно-инвариантная характеристика их релаксации получается при пользовании зависимостью т/Т(, от ИЭту зависимость удобно изображать графически в полулогарифмических координатах, так как приведенное время tl может изменяться в очень большом интервале его значений. При изучении течения упругих жидкостей с разрушенной структурой кинетика релаксации может быть приближенно описана угловыми коэффициентами кривых зависимости 1 уст от t при О или в той части этих кривых, в которой они могут быть аппроксимированы прямыми. Полученные таким образом угловые коэффициенты дают температурно-инвариантную зависимость от [56]. [c.113]

Для обеспечения прочного и надежного соединения болтами необходимо при сборке создать определенное усилие затяжки, которое не должно измениться в процессе эксплуатации. Однако при механическом креплении ПМ, в отличие от металлов, часто наблюдается ослабление затяжки собранного узла. Это обусловлено в первую очередь деформацией полимерной детали вследствие ползучести материала под действием усилия затяжки болтов. Оценивать релаксацию напряжений затяжки болта с учетом упругих характеристик материалов, величины напряжений [c.240]

Получение характеристик ползучести, релаксации и длительной прочности отдельных материалов применительно к конкретным техническим объектам. Обычно целью таких исследований является установление некоторых условных, сравнительных характеристик, позволяющих выбирать материал для заданных условий эксплуатации. С развитием механической теории эти характеристики стали полагаться в основу расчетов > [c.132]

Нагружение деталей термоциклическими нагрузками связано с релаксацией термических напряжений. Экспериментальные данные по циклической релаксации могут быть использованы как для проверки теорий расчета на циклическую ползучесть, так и для непосредственного изучения термоциклических характеристик материалов. На рис. 3.1 на примере жестко закрепленного по концам стержня показано, в какой степени может происходить уменьшение температурных напряжений при выдержке на максимальной температуре в цикле. [c.86]

Для некоторых сред получены термодинамические потенциалы, которые могут быть использованы в различного рода вариационных методах при решении ряда задач теории ползучести стареющих тел. Сформулированы ограничения на упругие и реологические характеристики стареющих материалов, в частности, на их модуль упругомгновенной деформации Е (t), меру ползучести С I, т) и меру релаксаций Q (i, т), накладываемые вторым началом термодинамики. [c.75]

Так как все характеристики, описанные выше, представляются суммой экспонент, модели таких материалов можно составить из упругих и вязких элементов (см., например, Ферри [29]). Однако, за исключением упомянутых выше диагональных компонент, упругие модули и коэффициенты вязкости могут быть отрицательными, когда времена релаксации и запаздывания положительны. [c.132]

Распространение плоской упруго-пластической волны в упруго-вязко-пластичном материале было исследовано численно методом характеристик. Рассматривалось распространение волны, вызванной плоским соударением полупространств из одного материала. Коэффициент вязкости (время релаксации) пластического сдвига принимался постоянным. Результаты численного [c.160]

Учет релаксации напряжений, происходящей на площадках цикла при малоцикловом нагружении по жесткому режиму, должен производиться с оценкой циклических свойств материала. Для упрочняющихся материалов, к которым относятся жаропрочные сплавы для лопаток, дисков, камер сгорания, процесс циклической релаксации происходит при уменьшении релаксационных характеристик — скорости и величины релаксационного напряжения. Это приводит к тому, что кривые релаксации, обычно описываемые экспоненциальной функцией [c.97]

При определении механических характеристик вязко-упругих материалов проводят опыт, суть которого показана на рис. 22.21. Образец, находящийся в условиях ползучести, в момент времени t мгновенно разгружают. Упругие деформации Бе исчезают, а составляющая полных деформаций, обусловленная ползучестью, начинает со временем убывать. Такой процесс называется релаксацией деформаций или последействием. При этом в зависимости от свойств материала и условий проведения опыта диаграмма, соответствующая участку релаксации деформаций, может стремиться к нулю (кривая 1), что соответствует [c.520]

Потребительские свойства материалов второй группы позволяют дать оценку их работы в условиях, максимально приближенных к условиям эксплуатации, т.е. с учетом различного рода механических воздействий на них, в том числе в агрессивных средах. Среди таких свойств — релаксация напряжений, ползучесть, усталость, выносливость. Большое значение имеют такие характеристики потребительских свойств, как живучесть, длительная прочность, жаропрочность, истираемость и сохраняемость. [c.118]

Для измерительных упругих элементов, к которым предъявляют специальные требования постоянства рабочих характеристик во времени, следует использовать материалы, обладающие высоким сопротивлением микропластическим деформациям, т. е. высоким пределом упругости. Чем выше предел упругости, тем в меньшей мере проявляются такие неупругие эффекты, как гистерезис, релаксация, ползучесть и т. п. [4]. [c.13]

В полимерных пленках свойства пьезоэлектрика появляются после создания в материале системы сидячих зарядов благодаря ориентации диполей или обработке поверхности высокоэнергетическим потоком электронов. Для практического применения таких материалов требуется стабильность исходных характеристик, чтобы время полураспада было бы не меньше нескольких лет. Утечка зарядов из-за малой, но не равной нулю объемной проводимости или медленная релаксация ориентированных диполей уменьшают исходные значения пьезомодулей. [c.607]

Только в редких случаях релаксационная характеристика материала может быть описана максвелловской моделью с одним временем релаксации. Поэтому измерение релаксации напряжения обычно используется для расчета релаксационного спектра, т. е. функции распределения времен релаксации. Знание этой функции позволяет, во всяком случае в линейной области, полностью охарактеризовать вязко-упругие свойства материалов. Строгий расчет релаксационного спектра связан со значительными трудностями. В случае материалов, которые ведут себя как тела с линейной вязко-упругой характеристикой, этот расчет по эксперимен-108 [c.108]

Для сопоставления характеристик релаксации различных материалов необходимо использование значений Е, определяемых для сравниваемых материалов одним и тем же методом. [c.360]

Поскольку точность калориметра снижается при увеличении времени установления, а тепловое равновесие за счет теплопроводности и конвекции определяется временами тепловой релаксации материалов (порядка секунд), характеристики калориметра должны улучшаться при использовании релаксации излучения. Та часть падающего излучения, которая входит в калориметр не по оси, может распределяться по его объему за счет многократного отражения от хорошо отполированной внутренней поверхности серебряной сферы. Внутреннюю поверхность можно сделать диффузно отражающей, в этом случае ошибки будут меньше. Если в калориметре зеркально отражающая поверхность, то нужно позаботиться о том, чтобы через входное отверстие терялась лишь пренебрежимо малая доля энергии. [c.172]

Межфазное взаимодействие компонентов в композиционных материалах определяется их термодинамической, кинетической и механической совместимостью. Под термодинамической совместимостью понимают способность матрицы и армирующих элементов достаточно быстро устанавливать равновесное состояние при различной степени нафева как при изготовлении, так и в условиях эксплуатации. Такое состояние достигается, если компоненты обладают взаимной растворимостью. Кинетическую совместимость определяют как способность компонентов достичь метаста-бильного равновесия за счет процессов диффузии, адсорбции, химических реакций, релаксации и др. Механическая совместимость достигается соответствием в допустимых пределах характеристик упругости и пластичности, а также коэффициентов линейного расширения. [c.355]

Мы рассмотрели только часть вопросов, которые изучались за истекшее десятилетие с помощью релаксационных испытаний по методу И. А. Одинга. Но даже для этой части вопросов потребовалось провести огромное количество экспериментов понадобилось испытать больше тысячи образцов в течение нескольких тысяч часов каждый. При этом для получения сравнимых данных необходимо было соблюдать для больших партий образцов идентичные температурные и силовые условия. Выполнение этой работы было возможно только благодаря методу И. А. Одинга. Можно без преувеличения сказать, что только благодаря этому методу удалось в сравнительно короткий срок накопить большой фактический материал, который позволил обосновать большинство существующих воззрений на механизм процесса релаксации и влияния на него различных факторов. Поэтому этот метод заслуживает широкого распространения и в дальнейшем. В совокупности с методами испытания на релаксацию в других условиях нагружения, и в первую очередь при растяжении, метод И. А. Одинга можно успешно применять для разработки теории релаксации напряжений в металлах и для оценки релаксационной стойкости материалов. В дальнейшем, когда будет разработан надежный метод корреляции опытных данных, полученных при испытаниях кольцевых образцов на изгиб и цилиндрических образцов на растяжение, метод И. А. Одинга позволит получать непосредственно и количественные значения релаксационных характеристик не только для деталей, работающих на изгиб, но и для деталей, работающих иа растяжение, таких, как болты и шпильки котлов и турбин. [c.48]

Важным фактором, определяющим надежность соединения элементов металлоконструкций, является прочность и стабильность контактов между поверхностью металла и клея. Реальная прочность твердых тел на 2—3 порядка ниже рассчитанной теоретически по силам взаимодействия между частицами тел. Это объясняется наличием микротрещин, представляющих собой начальные дефекты, возникающие в материале в результате тепловых, механических и других воздействий. Трещины могут возникнуть также на включениях или неоднородностях, обладающих отличными от основного материала механическими свойствами. В клеевых соединениях свойства компонентов существенно различны, поэтому условия для образования дефектов особенно благоприятны из-за напряжений на границе раздела фаз, возникающих при формировании и эксплуатации системы. Эти напряжения увеличиваются из-за различия деформационных характеристик компонентов при действии температуры, влажности, внешних нагрузок. Развитие трещин в зависимости от соотношения скоростей разрушения и релаксации напряжений может происходить с [c.480]

Механические и оптические характеристики материалов для моделей, применяюш ихся при исследованиях поляризационнооптическим методом, можно определять при испытаниях нескольких видов, среди которых необходимо отметить испытания на ползучесть, релаксацию, при постоянной скорости деформации и при синусоидальных колебаниях. Каждому из этих испытаний присущи свои достоинства и недостатки, а также своя область применения. По мнению авторов, очень прост метод двойного маятника, а даваемые им результаты непосредственно применимы [c.146]

В настоящей книге не рассматриваются проблемы релаксации в болтовых соединениях с повторным натягом, в соединениях с горячей посадкой, при многоосном напряженном состоянии эти вопросы подробно описаны ранее [88]. В настоящее время проводят исследования релаксационных характеристик материалов для болтбв при высоких температурах и в течение длительного времени, результаты которых опубликованы [82, 89, 90]. [c.94]

Очень важным следствием из теории А. И. Леонова является возможность расчета релаксационного спектра по кривым течения. В частности, из этой теории вытекает, что определение точки перегиба на кривой зависимости (Ig 7) позволяет легко найти максимум релаксационной функции N (s), где N — функция распределения частот релаксации (величин обратных временам релаксации), так как у = as, причем а — постоянный коэффициент. Можно легко показать, что N (s) = — (as) т) (as), где (as) — первая производная вязкости по релаксационной частоте. Точка перегиба на кривой (Ig у) отвечает условию dN/ds = 0. Также просто находится время / после начала опыта в условиях у = = onst, когда наступает интенсивное разрушение структуры материалов. Оказывается, что / = а/у. Следовательно, в согласии с опытными данными возрастание скорости деформации приводит к быстрому уменьшению времени достижения максимума на кривых т (/) при у — onst. Рассматриваемая теория позволяет определить достижение максимума функции xjxy = / (у) и многие другие важные реологические характеристики материалов. Отсюда следует, что измерение вязкости у материалов с неньютоновским поведением важно отнюдь не только для расчета процессов их течения, но имеет фундаментальное значение для характеристики их реологических свойств. [c.125]

Однако имеется ряд соображений, ограничивающих получаемое на практике значение коэффициента усиления ОБУ. Так, если входной сигнал будет незначительно превосходить 1вкл, тогда время переключения будет существенно больше времени релаксации среды. Это явление, называемое критическим замедлением [32, возникает вследствие установления динамического равновесия между процессами возбуждения и релаксации атомов. Таким образом, чтобы использовать быстродействие, присущее ОБУ, и получить большую скорость переключения, необходимо, чтобы входной сигнал имел заметно большую интенсивность по СрЗВИСНИЮ с 1вкл Далее, такие факторы, как нестабильность лазерного излучения Ькл (например, вследствие изменений температуры и неоднородности характеристик материалов), разброс значений коэффициента пропускания системы и возможного влияния старения прибора, диктуют необходимость увеличения входных сигналов по отношению к подпороговому значению интенсивности. Таким образом, получаемое на практике полезное усиление определяется скорее компонентами системы и соображениями надежности, чем параметрами самого нелинейного устройства. [c.70]

Одной частотой релаксации обладает малое число материалов. Характерным примером такого материала является лсд из дистиллированной, воды при низких температурах. При температуре — 10 С время релаксации льда т=0,6-1()- с диэлектрическая проницаемость мгновенной поляризации Ём = 3,5 прирост проницаемости за счет релаксационной поляризации Абрел = 78. Используя эти исходные данные, можно рассчитать по формулам (9-43) — (9-47) частотные характеристики диэлектрических свойств льда (рис. 9-7). Частоте релаксации / С0и/(2я) = 1/(2лт) = 2,7 кГц соответст- [c.149]

К числу важнейших характеристик крепежных материалов следует отнести их способность сопротивляться релаксации напряжений, высокую жаропрочность, высокую трещиностой-кость. Не менее важным также является обеспечение термической стабильности структуры и свойств материалов в условиях эксплуатации, в том числе отсутствие склонности к тепловому охрупчиванию. [c.41]

Одной из основных характеристик пружинных материалов является релаксационная стойкость при том или ииом виде нагружения. Для измерения релаксации напряжений проволоки при температуре 100—600° С и исходных сдвиговых напряжений до 100—150 кгс/мм центральной лабораторией Белорецкого сталепроволочно-каиатного завода создана специальная установка. Эта установка имеет нагружающее и измерительное устройства, следящую систему, нагревательную печь и аппаратуру для измерения и регулирования температуры. [c.248]

Таким образом, волокнистые композиционные материалы на нихромовой основе с вольфрамовыми или молибденовыми волокнами являются перспективным материалом для изготовления деталей, подвергающихся высокотемпературному нагреву, механической нагрузке и окислительному воздействию среды. Однако во время периодических нагревов в этих материалах возникают термические напряжения, обусловленные неравномерным распределением температур и различием коэффициентов термического расширения волокна и матрицы. Вследствие развития ди( у-зионных процессов в них происходят структурные и фазовые превращения образуются интерметаллидные фазы, растворяются и рекристаллизуют упрочняющие волокна, возникают трещины и др. Результатом релаксации напряжений, развития структурных и фазовых превращений может явиться и необратимое формоизменение деталей, ухудшение эксплуатационных характеристик нх и др. Ниже изложены результаты выполненного автором совместно с Ф. П, Банасом и Е. В. Яковлевой исследования необратимого формоизменения композиционных материалов. [c.188]

Таким образом, в отличие от механических методов оценки суммарной структурной напряженности деформированных полимеров, кинетика диффузионного переноса низкомолекулярных веществ в деформированных полимерных материалах оказывается избирательно чувствительной к напряженности отдельных структурных элементов, обладающих достаточной эластичностью. Этим можно объяснить различный характер зависимостей (см. рис. II.9 и 11.10), поскольку, как было показано выше, в процессе релаксации увеличивается энтропийная составляющая энергии за счет уменьшения внутренней энерсии деформации. Чувствительность к этому изменению диффузионных и механических характеристик различна. Данное предположение обосновывается еще и тем обстоятельством, что деформация полимера значительно меньше сказывается ка изменении сорбционных, чем диффузионных кинетических процессов. [c.78]

Среди вискозиметров разных типов наибольшее значение имеют ротационные и капиллярные приборы. Важная особенность ротационных вискозиметров заключается в том, что измерение вязкости в них можно совмещать с большим числом других реологических измерений (упругости, ползучести, релаксации напряжения, сдвиговой прочности, тиксотропии и т. д.) в упругих жидкостях и у материалов, занимаюш,их промежуточное положение между жидкими и твердыми телами. Поэтому ротационные приборы имеют основное значение для характеристики механических свойств очень широкого круга материалов в текучем состоянии — от полимерных систем и пиш,евых продуктов до расплавов шлаков и стекол. [c.3]

На этой основе предлагается метод систематического вычисления характеристик механического поведения таких сред для условий однородного напряженно-деформированного состояния с учетом предыстории движения. Детально обсуждаются различные типы нагружения и течения, а также явления релаксации напряжения, упругого последействия, эффекты Вейссенберга и другие свойства, представляющие интерес в первую очередь для специалистов, занимающихся полимерными материалами. [c.2]

В книге используются характеристические векторы и системы отсчета, вмороженные в деформируемый материал, как основа для описания напряжения и деформации. Развиваемый с помощью этого аппарата метод позволяет читателю самостоятельно формулировать приемлемые реологические уравнения состояния и вычислять основные характеристики соответствующих материалов для условий однородного напряженного состояния с учетом прошлой истории потока. Подробно рассматриваются высокоэластическое восстановление, релаксация напряжения, эффекты Вейссенберга и другие явления и свойства, представляющие интерес для анализа механического поведения полимерных жидкостей. [c.10]

Перечисленные пакеты проблемно-ориентированных процедур инвариантны относительно геометрии координатной поверхности оболочечных элементов, механических характеристик и толщин слоев, характера распределения поверхностных нагрузок на оболочечные элементы, характера распределения температуры по толщине и поверхностям слоев, зависимости динамических нагрузок от времени, вида диаграммы растяжения для нелинейноупругих материалов, вида ядер релаксации для вязкоупругих материалов. [c.246]

Применяемые в промышленности в настоящее время резинометаллические опоры, демпфирующие вибрацию двигателя, имеют ряд существенных недостатков резонансный характер амплитудно-частотной характеристики малое время релаксации снижение демпфирующих свойств при длительной работе опоры. Последний недостаток является наиболее существенным, так как при работе двигателя часть генерируемой им вибрации поглощается опорами, а теплоотвод от резиновой основы незначителен. Пассивные средства гашения вибрации и шума автомобилей с использованием резинометаллических виброопор, гидравлических амортизаторов, пружин и звукоизолирующих материалов к настоящему времени практически исчерпали свой потенциал. Возникла проблема поиска неординарных технических решений в области виброзащиты машин. Первое направление поиска — создание систем активной виброзащиты автомобилей и водителей. Однако реализованные на этом пути средства требовали дополнительных энергетических и экономических затрат. В силу этих особенностей они не могли быть широко внедрены в машинную технику. [c.8]

Важнейшими из дополнительных характеристик этих материалов в зависимости от условий эксплуатации изготовляемых из них деталей и конструкций явv яют я длительная пластичность предел и скорость релаксации напряжений термическая усталость достаточная стабильность свойств в течение заданного периода эксплуатации в определенных условиях жаростойкость (окалиностой-кость) в условиях эксплуатации. [c.5]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...