Вязкоупругие характеристики температуры

В некоторых случаях можно предположить, что вязкоупругие характеристики описываются соотношениями, подобными соотношениям для ТПМ и тем (см. разд. П, Г). В частности. Хал-пин [39] показал, что действие водяных паров (как один из примеров агента набухания ) в некоторых случаях обратимо и совершенно подобно действию температуры на ТПМ. Согласна [c.129]

В литературе имеется значительная информация о точных и приближенных соотношениях, связывающих вязкоупругие характеристики (см., например, работы [29] и [125]). В ограниченном объеме настоящей главы невозможно воспроизвести все хотя бы наиболее типичные результаты, поэтому здесь речь пойдет только о некоторых соотношениях, которые потребуются в дальнейшем изложении. Более того, здесь достаточно будет использовать обозначения, принятые в изотермической вязкоупругости если вязкоупругие характеристики стационарны, то связывающие их соотношения будут справедливы независимо от того, являются или не являются эти характеристики функциями температуры. Температурные эффекты включаются в описание таким же образом, как это было сделано в разд. II, Е. [c.135]

В первой половине книги кратко и систематически изложены общие основы метода. При этом авторы приводят минимальные нужные сведения о законах оптики, достаточно полно рассматривают устройство полярископов и необходимого дополнительного оборудования, приемы работы с ними, а также используемые зависимости между двойным лучепреломлением и напряжениями и способы проведения измерений. Они сообщают данные об упругих и вязкоупругих характеристиках используемых в США для изготовления моделей материалов, которые близки к отечественным, и анализируют закономерности их деформирования в связи с исследованиями напряжений при упругих деформациях, при изменениях температуры и действии импульсных нагрузок. Наряду с этим рассмотрены методы исследования напряжений на объемных моделях из материалов, позволяющих фиксировать получаемый при деформации оптический эффект. Весьма кратко изложены основные методы обработки данных поляризационно-оптических измерений. Для более быстрого и полного решения задачи также рекомендуется использо- [c.5]

Очищенные парафины состоят из парафиновых углеводородов глубокой очистки, которые имеют относительно высокую точку плавления, поэтому при обычной температуре парафины представ ляют собой твердые тела. Существуют два основных класса — кристаллические и микрокристаллические парафины. Различные марки отличаются точками плавления и вязкоупругими характеристиками. Оба типа применяют в промышленности при смазке текстильных волокон, для производства свечей, полирования изделий, в качестве водоустойчивых материалов при изготовлении косметической продукции и в производстве вощеной бумаги. Вощеную бумагу и картон часто используют при производстве пищевой тары и упаковочных материалов используемый для этих целей парафин по качеству очистки должен отвечать наиболее высоким требованиям стандарта. [c.103]

Показано, что вязкоупругое поведение полимерных смол, используемых в композитах, имеет большое влияние на характеристики деформирования и разрушения этих материалов, даже при температурах ниже температуры стеклования. Несмотря на то что многие аспекты этого влияния понятны и поддаются численной оценке, еще остались некоторые важные области, требующие тщательной проработки. [c.217]

Хотя характеристики, представленные на рис. 3.2, типичны для резиноподобных материалов, эти материалы обладают различными специфическими свойствами, определяемыми прежде всего различными уровнями значений модулей упругости и коэффициентов потерь для соответствующих областей температур. Типичные значения модуля упругости могут составлять от 10" Н/м в области стекловидных материалов до низших значений порядка 10 Н/м2 в области резиноподобных материалов. Протяженность переходной области может изменяться от 20 °С для незаполненных вязкоупругих материалов до 200 или даже 300 °С для стекловидных эмалей. Для большинства силиконовых материалов протяженность области резиноподобных материалов может изменяться от 50 до 300 °С. Коэффициент потерь в области стекловидных материалов обычно ниже 10 или 10 , тогда как в переходной области он может достигать значений 1 или 2. Типичные значения коэффициента потерь для области резиноподобных материалов обычно лежат в диапазоне от 0,1 до [c.108]

Поскольку температура является одним из самых важных факторов, определяющих работоспособность любого демпфирующего устройства с вязкоупругим материалом, рассмотрение демпфирующего устройства в виде слоистого демпфирующего-покрытия необходимо начать с рассмотрения влияния температуры на его характеристики. Из выражения (6.18) можно видеть, что максимальный коэффициент потерь в таком устрой- [c.277]

Для того чтобы детальнее разобраться с демпфирующими устройствами указанного типа, рассмотрим два крайних случая демпфирующих характеристик среднего слоя (рис. 6.16). При низких температурах, когда материал находится в области, соответствующей стекловидному состоянию материалов, как конструкция, так и подкрепляющий слой будут жестко соединяться друг с другом. Здесь при циклических изгибах конструкции в среднем слое возникают небольшие деформации поперечного сдвига, поэтому также мала и поглощаемая энергия. С другой стороны, при высоких температурах, когда вязкоупругий [c.292]

Тепловой режим конструкций энергетических устройств из композитных материалов (КМ) в ряде случаев характеризуется интенсивным теплообменом на поверхности, высокими скоростями изменения температуры во времени и большими градиентами температур внутри этих конструкций. При этом в материале возникают нелинейные физико-химические явления, которые часто ведут к снижению несущей способности конструкций. К ним относятся структурные фазовые превращения, взаимодействие компонентов, расслоение, температурные и структурные напряжения, изменение теплофизических, упругих, прочностных и других характеристик, реологические эффекты. Расчет предельного состояния конструкции, находящейся в таких условиях, должен включать описание процессов теплопроводности, термо- и вязкоупругости, кинетики химических реакций, аэродинамики фильтрующих газов, диффузии, а также требует из-за анизотропии свойств определения большого количества теплофизических и механических характеристик материалов. Точный расчет с учетом изменения характеристик от температуры весьма сложен, так как связан с решением нелинейных интегродифференциальных уравнений с переменными коэффициентами. На достоверность его результатов большое влияние оказывает трудность представления и выбора достаточно полно отражающей действительность модели процесса, связанного с необратимыми явлениями. [c.7]

Как указывалось выше, линейные наследственные уравнения широко используются для описания механических свойств вязко-упругих материалов. Рассмотрим в рамках этих уравнений возможный способ учета влияния температуры на свойства вязко-упругих материалов. Известно, что у вязкоупругих материалов упругие характеристики в меньшей степени меняются с изменением температуры, чем Характеристики ползучести. Поэтому в дальнейшем примем, что только реологические параметры Пц, р, Rq, г являются функциями температуры. Замечено, что с повышением температуры реологические процессы протекают более интенсивно. Если производить опыты на ползучесть при различных уровнях напряжений и различных температурах, то деформация в каждый момент времени будет зависеть от двух параметров (а и Т). В области линейности результаты удобнее представлять [c.87]

Критическое значение давления Рс, задающее точку перехода от упругого режима в вязкоупругий, определяется величинами модуля сдвига, температуры плавления, постоянной Грюнайзена, которые являются макроскопическими характеристиками, отражающими склонность потенциального рельефа атомов к перестройке. [c.107]

Известно [172, 185, что при изучении вязкоупругого поведения аморфных полимеров существенную услугу в установлении общих закономерностей оказал принцип температурно-временной суперпозиции, суть которого заключается в следующем. В области перехода из стеклообразного состояния в каучукоподобное вязко-упругие свойства обусловлены движением отдельных цепей и их основной характеристикой является мономерный коэффициент трения Для этой области применительно к блочному полимеру теория Рауза [2101 показывает, что температурная зависимость времен релаксации определяется в основном коэффициентом который быстро падает с уменьшением внутреннего трения, имеющего вязкостную природу. Если ввести коэффициент редукции ат, который представляет собой отношение Гх/то, где % и То — время релаксации при произвольной и некоторой реперной температуре соответственно, то при изменении температуры от Го до логарифмическая кривая Н (х) должна сместиться [c.38]

Из изложенного в настоящей главе следует, что испытания при повышенных температурах являются ценным инструментом для предсказания длительных рабочих характеристик материала по данным относительно простых и кратковременных лабораторных опытов. Необходимые вязкоупругие функции и спектры имеют весьма большую протяженность во времени (примерно 15 десятичных порядков), и без воздействия температуры было бы крайне затруднительно сократить масштаб измерений. [c.114]

Реальные твердые материалы в незначительной степени также обнаруживают признаки вязкоупругости. Особенность вязкоупругих свойств полимеров [5] заключается в наличии в стационарном периоде неравновесного деформирования определенной взаимозаменяемости температуры Т и временного фактора t v, со) механического нагружения, вследствие которой можно найти такие соотношения между Т ш t (Т ш V, Т ж (л), при которых сохраняются неизменными выбранные значения тех или иных характеристик механических свойств. Конкретно эта особенность выражается в так называемом принципе температурно-временной суперпозиции и используется в основанном на этом принципе методе приведенных переменных она вытекает из специфической природы высокоэластических деформаций, молекулярный механизм которых подробно рассматривается в специальной литературе [1—3]. [c.6]

Одним из типов ТСМ является композит, состоящий из двух или нескольких фаз, которые представляют собой термореологически простые материалы (ТПМ), являющиеся вязкоупругими в некотором интервале температур и имеющие разные коэффициенты смещения ат. В дальнейшем такой тип композита будет обозначаться как ТСМ-1 о нем пойдет речь в разд. IV, В при определении эффективных характеристик композитов. [c.122]

Рассмотрим сначала первый из названных классов композитов. Для нестационарного поля температур в этом случае используются определяющие уравнения (63) или (64), записанные через эффективные модули или податливости. Предположим, что при некоторой фиксированной температуре Tr известны выражения эффективных характеристик и коэффициентов теплового расширения композита через характеристики его фаз. Предположим, далее, что только одна фаза является вязкоупругим (в области рассматриваемых температур) н термореологически простым материалом с коэффициентом [c.159]

Первая из этих проблем теоретически исследована в работе Стройка [113], в которой получены удобные для применения приближенные уравнения для вычисления комплексных модулей по характеристикам свободных колебаний в произвольных линейных вязкоупругих образцах. Предлагается также метод оценки точности полученного решения. Один из важных результатов относится к точности самих уравнений, обычно используемых для определения комплексных модулей эти уравнения выводятся из элементарного дифференциального уравнения свободных. колебаний, получающегося из соответствующего уравнения для упругого материала при замене упругих постоянных комплексными модулями и податливостями. Хотя в большинстве случаев такое уравнение не является точным, Стройк установил, что для вязкоупругих материалов с малыми тангенсами углов потерь, таких, например, как аморфные полимеры при температуре ниже Tg, эта элементарная теория дает результаты, хорошо согласующиеся с истинными характеристиками. [c.181]

Влияние предварительного нагружения на динамические свойства материалов было показано на рис. 3.8. Во многих случаях, например для опор двигателя, этот эффект довольно важен, особенно когда требуется достичь хороших изолирующих характеристик при высоких частотах колебаний. Здесь также учитывается влияние температуры окружающей двигатель среды. Так, для того чтобы изготовить резиноподобные материалы с разнообразными изолирующими и демпфирующими характеристиками, необходимо изучить их свойства как функции динамических и статических деформаций. Однако, поскольку здесь возможно большое число комбинаций параметров, становится трудным организовать испытания материалов. С другой стороны, можно использовать подход, при котором влияние различных внешних условий можно разграничить так, что будет достаточно провести испытания заданного материала для определения как статических, так и динамических характеристик порознь, а затем воспользоваться аналитическими методами для оценки их совместного влияния. В работе [3.11] была предложена общая теория комбинированного линейного динамического и нелинейного статического поведения вязкоупругих материалов. Аналогичный подход, дающий более простые результаты и основанный на уравнении Муни — Ривлина [3.12, 3.13], обсуждается ниже. Сначала рассматривается нелинейное статическое представление на основе уравнения Муни — Ривлина, а затем оно распространяется на динамическое поведение [c.124]

Несколькими авторами были предприняты попытки расширить диапазон температур с эффективной работой слоистых покрытий. Первая работа в этой области [6.5] была посвящена уменьшению скорости изменения характеристик материала в лереходной зоне. Это равносильно расширению диапазона температур, при которых материал проявляет наиболее высокие характеристики в качестве слоистого демпфирующего покрытия, что достигалось с помощью подбора состава вязкоупругого материала или типа наполнителя. [c.285]

При вязкопластическом, как и при мгновенно-пластическом, деформировании полимерных материалов выполняется условие постоянства объема, Приближенно это условие выполняется и в отношении вязкоупругой составляющей полной деформации. Скорость ползучести стеклообразных термопластических полиме-меров, равно как и характеристики их сопротивления склерономному деформированию, в значительной степени зависит от температуры испытания. При отрицательных температурах способность к ползучести сильно снижается, хотя, например, деформации ползучести при растяжении полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) и ПТФЭ при —15 °С могут еще доходить приблизительно до 10 %. В отличие от металлов деформационные свой- [c.34]

В дополнение к перечисленным важнейшим параметрам РДТТ существуют некоторые приемы, с помощью которых можно уменьшить влияние регулирующих параметров на максимальное давление, время горения и нейтральность кривой тяги. К их числу относятся создание компенсирующих поверхностей в канале заряда, изменение длины и формы компенсирующего выходного конуса, изменение вязкоупругих свойств топлива. Поскольку деформация заряда определяется свойствами ТРТ, при определенных обстоятельствах это можно использовать для компенсации изменений во внутренней баллистике двигателя, модифицируя физические свойства топлива. Такое влияние механических характеристик ТРТ на параметры рабочего процесса проявляется и в меньшей температурной чувствительности двигателя бессопловой конструкции. Канал заряда в бессопло-вых РДТТ сам формирует сопло двигателя, и при высоких температурах топливо больше деформируется, расширяя канал, [c.136]

Общие принципы характеристики деформационно-прочностных свойств полимеров и типичные диаграммы напряжение — деформация были обсуждены в гл. 1. Оценка деформационнопрочностных свойств материала с помощью диаграмм напряжение — деформация является наиболее распространенным видом механических испытаний материалов. Этот метод очень важен с практической точки зрения и получаемые результаты привычны для инженеров. Однако связь результатов таких испытаний с реальным поведением материала в изделии не так проста, как иногда кажется. Так как вязкоупругость полимеров обусловливает высокую чувствительность их механических свойств к различным факторам, диаграммы напряжение — деформация только приближенно предсказывают поведение полимера в изделии. Обычно диаграммы напряжение — деформация или даже только их характерные точки получают для одной температуры и одной скорости деформации. Для набора информации, необходимой для инженера-конструктора, требуется проведение испытаний при нескольких температурах и скоростях деформации, что занимает много времени и связано со значительным расходом материалов. Обычно имеются данные о деформационно-прочностных свойствах при растяжении или изгибе, хотя часто необходимо знать результаты испытаний при сжатии и сдвиге, в том числе не только при одноосном, но и при двухосном нагружении. Поэтому очевидно, что, используя обычно имеющиеся данные о деформационнопрочностных свойствах полимерных материалов, инженер-конструктор должен в значительной мере полагаться на интуицию и опыт, что часто приводит к перестраховке или к ошибкам при конструировании изделий. [c.152]

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]

При дополнительном учете вязкоупругих свойств дюралюминия и фторопласта кривая 2 практически не изменяет своего вида и положения. Это объясняется малой вязкостью металла при комнатной температуре. Однако если рассмотреть гипотетический материал с упругими характеристиками сплава Д16Т и ядром релаксации фторопласта в качестве материала несуш их слоев, то в результате получим кривую 3, соответствуюш ую случаю вязкоупругопластичности. Вязкость здесь приводит к уменьшению модуля амплитуды колебаний А и областей пластических деформаций в слоях пластины. [c.452]

Существуют, однако, случаи, реально ограничивающие возможность применения ТВА, связанные с существованием нескольких различных релаксационных механизмов, каждый из которых может характеризоваться своим температурным коэффициентом. Тогда при разных температурах времена релаксации, относящиеся к различным распределениям, будут давать различный вклад в наблюдаемые вязкоупругие функции, что приведет к невозможности построения обобщенной характеристики. В самом деле, как неоднократно указывалось, принцип ТВА для термореологически простых тел требует, чтобы все времена релаксации имели одинаковую температурную зависимость, а это характерно только для аморфной фазы. Следовательно, надо ожидать, что ТВА справедлива в той степени, в какой механические свойства частично кристаллического полимера обусловлены аморфной составляющей. [c.114]

Темнературпо-временная аналогия Сможет быть предсказана из рассмотрения поведения простейших моделей вязкоупругих тел (см. раздел 1.3 гл. 1), если учесть существенную зависимость вязкости от температуры и пренебрежимо малую по сравнению с ней зависимость упругих характеристик от температуры. Известно [100— 103], что зависимость вязкости т) от температуры Г приближенно описывается уравнением Аррениуса [c.51]

Термореологически простые материалы. Результаты экспериментов на разнообразных вязкоупругих материалах позволяют выделить важный подкласс материалов с памятью, обычно называемых термореологически простыми материалами ). А именно среди аморфных высокополимеров, которые при заданной постоянной (во времени и в пространстве) температуре приближенно подчиняются законам линейной и нелинейной вязкоупругости, есть группа материалов, свойства которых меняются особенно просто при изменении температуры кривые, характеризующие зависимость свойств материала от времени при разных постоянных температурах, построенные в логарифмической шкале времени (по оси абсцисс откладывается 1п I), получаются друг из друга сдвигом. Это явление представляет собой основную характеристику термореологически простых материалов она позволяет установить отношение эквивалентности между температурой и 1п 1. [c.397]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...