Длительная прочность Е-стекла

Большая часть экспериментальной работы, выполненная в этом направлении, была проведена на стеклопластиках — эпоксидных или полиэфирных. Поскольку прочность стекла сама по себе зависит от времени (как показано в разд. II), многие полагают, что длительная прочность стеклопластиков связана лишь с длительной прочностью стекла. В [34] показано, что разрушение композита под нагрузкой может произойти, даже если прочность волокна не зависит от времени. К сожалению, большая часть экспериментальной работы в [34] осуществлена на стеклопластиках, но даже в этом случае экспериментальные результаты показывают, что принятая там модель разрушения (развиваемая здесь) справедлива. Кроме того, некоторые предварительные исследования по длительной прочности эпоксидных углепластиков показали, что этим материалам свойствен механизм задержки разрушения [33], хотя, по-видимому, угольные волокна и не подвержены статической усталости. Модель замедленного разрушения, которая ранее была опубликована в [34], будет рассмотрена ниже. [c.285]

В работе [38] исследованы свойства длительной прочности вольфрамовой проволоки диаметром 0,005 дюйм (тип 218 СЗ Дженерал Электрик ) в интервале до 225 ч при температурах от 649 до 1374 °С, результаты приведены на рис. 8. В противоположность большому разбросу значений прочности, типичному для волокон стекла, бора и графита, для вольфрамовой проволоки разброс результатов очень мал (рис. 8). Данные представлены логарифмической зависимостью напряжения от времени и аппроксимируются прямой линией. Называя значения прочности проволок при долговечности в 0,1 ч кратковременной прочностью, можно видеть, что потеря прочности с увеличением продолжительности нагружения при 649 °С составляет около 10% для каждого временного порядка. Для более высоких температур испытания потеря прочности даже больше и достигает при 1374 С примерно 20% на каждый временной порядок (в случае стеклян- [c.276]

Вычисленное время до разрушения для двух армированных стеклом матриц показано на рис. 20 сплошными линиями. Видно, что, даже если считать прочность волокон не зависящей от времени, все равно комбинация статистического распределения их прочности с вязкоупругими свойствами матрицы приводит к временной зависимости прочности композита. В рассматриваемом случае демонстрируется влияние изменения вязкоупругих свойств на длительную прочность композита уменьшение прочности армированной эпоксидной смолы по прошествии 10 мин составляет 12%, в то время как уменьшение прочности армированной полиэфирной смолы через такой же промежуток времени составляет 29%. [c.293]

В работах [11, 12] описана большая программа исследования по длительной прочности прядей из монолита З-стекла и эпоксида. Испытаны по крайней мере 100 образцов при каждом из шести уровней нагрузки 83,8 74,5 65,2 50, 40 и 33% (по отношению к средней разрушающей нагрузке). Испытания оценивались полностью только при трех наиболее высоких уровнях результаты приведены на рис. 21, где дана зависимость количества разрушенных прядей в процентах от логарифма времени. Эти данные ясно указывают на трудности, связанные с большим разбросом результатов. Например, если проследить за линией, соответствующей 50%, то можно подсчитать, что приблизительно 50% образцов разрушается через 1 ч после приложения нагрузки, составляющей 80% от максимальной разрушающей, в то время как такое же количество образцов разрушается через 55 ч при нагрузке в 70%. С другой стороны, при каждом уровне нагрузки изменение времени до разрушения происходит вплоть до трех порядков. [c.295]

Рис. 21. Линии вероятности для данных по длительной прочности нитей из комбинации З-стекло — эпоксид [11, 12]. Р — нормализованная растягивающая нагрузка N —число разрушенных образцов в %.

Сопротивление быстрому нагружению и длительная прочность стекол зависят в первую очередь от наличия внутренних и особенно наружных дефектов. Известно например, что прочность на изгиб листового стекла возрастает во много раз по сравнению с обычной прочностью, если поверхность стекла со стороны растянутых волокон выполняется идеально гладкой, не содержащей даже мельчайших трещин или неровностей [34, 701. Однако стекла массового производства содержат, как правило, множество внутренних дефектов в виде пустот, газовых пор и твердых включений, а также наружные дефекты в виде микротрещин, сильно снижающих сопротивление растягивающим усилиям. Сопротивление же стекол сжимающим усилиям в ряде случаев превышает сопротивление высокопрочных сталей [44, 721. Стекла, по-видимому, проявляют также некоторую склонность к многоцикловой усталости, однако имеющиеся экспериментальные данные очень немногочисленны. [c.41]

Длительная прочность стеклопластиков зависит от их состава и внешних условий. Лучшие свойства имеют материалы на основе эпоксидных и фенолоформальдегидных смол. Работоспособность стеклопластиков выше, чем работоспособность металлов. Некоторые стеклотекстолиты обладают выносливостью при изгибе до 1,5-10 циклов. Динамическое сопротивление усталости стекло-текстолитов на различных связующих приведена на рис. 221. Стеклопластики обладают высокой демпфирующей способностью, хорошо работают при вибрационных нагрузках. [c.470]

При постоянном простом напряженном состоянии время до разрушения зависит от напряжения и температуры. Существуют различные соотношения, связывающие эти три параметра. В процессе экспериментов установлено, что для многих материалов при фиксированной температуре в достаточно широком диапазоне напряжений время до разрушения и действующее напряжение в полулогарифмических координатах (а, Ig связаны линейной зависимостью. Последнее иллюстрируется рис. 39—42, на которых представлены экспериментальные данные по долговечности. На рис. 39 приведены данные по долговечности поликристаллических металлов (/ — ниобий, 2 — ванадий, 3 — алюминий, 4 — цинк, 5 — платина, 6 — серебро).- Платина испытывалась при 300° С, а остальные металлы — при 20° С. Результаты испытаний на длительную прочность монокристаллов даны на рис. 40 I —- алюминий (при 300° С), 2 — цинк (при 35° С), 3 — цинк (при 20° С), 4 — каменная соль (при 18° С), 5 — алюминий (при 18° С). Рис. 41 характеризует сплавы I — молибден с рением (при 18° С), 2 — алюминий с 0,7% меди (при 70° С), 3 серебро с 2,5% алюминия (при 300° С), 4 — алюминий с4% меди (при 100° С). На рис. 42 приведены данные по полимерным материалам при 20° С I — органическое стекло, 2 — полистирол, 3 — полихлорвинил (волокно), 4 — вискозное волокно, 5 — капроновое волокно, 6 — полипропиленовое волокно. [c.110]

Так, например, на длительную прочность органического стекла сравнительно слабо воздействует масло, а испытания в воде и керосине приводят к результатам, резко отличающимся от данных, полученных в воздушной среде (рис, 59). [c.123]

Рис> 69. Влияние жидких сред на длительную прочность органического стекла СТ-1 [c.124]

Возможность использования обобщенного напряжения по существу предполагает независимость времени до разрушения от первого инварианта тензора напряжения. Вместе с тем имеется большое количество материалов, диаграммы длительной прочности которых расслаиваются в координатах Oi, Ig В качестве примера можно указать на рис. 61, а, б, где представлены диаграммы длительной прочности органического стекла при нормальной температуре в координатах Oi, Ig [c.128]

Температурный предел длительной эксплуатации стекол определяется величиной, при которой прочность стекла при растяжении уменьшается до 4—4,5 кН/см . Для стекол марки СО-95 этот предел равен +60° С, для стекол СО-120 и АС-120 +80° С, для стекол Э-2 +130° С. [c.72]

Повышенная влажность воздуха, воздействуя на лампы в течение длительного времени, приводит к окислению металлических частей ламп, ослаблению прочности крепления цоколя, вызывает электрические утечки, пробои по изоляции и незаметно разрушает спаи стекла с металлом. Испытание на влагостойкость проводится в камере влажности при температуре 20—55 °С и относительной влажности до 98%. Длительность испытания— до 30 суток. [c.452]

При длительном воздействии водяного пара различного давления резко снижается прочность материалов и из волокна бесщелочного алюмоборосиликатного стекла. Наиболее стойкими в этих условиях являются стеклянные ткани из бесщелочного безборного стекла. [c.254]

Проявление масштабного фактора тесно связано с влиянием состояния поверхности. В частности, длительное травление стекла плавиковой кислотой, удаляющее наружный слой и создающее идеально ровную поверхность, приводит к резкому снижению вероятности существования на поверхности опасных дефектов, и согласно статистической теории дефектов должно наблюдаться повышение прочности массивных образцов до прочности тонких стеклянных волокон. Эксперимент полностью подтверждает это предположение. ВЛИЯНИЕ СРЕДЫ Й СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НА ПРОЦЕССЫ РАЗРУШЕНИЯ. Состояние поверхности — один из важнейших факторов, влияющих на результаты механических испытаний образцов в лабораторных условиях. Наличие небольших выступов и впадин на плохо обработанной поверхности приводит к повышению концентрации напряжений. Поверхностные неровности могут играть роль хрупких трещин и значительно снижать определяемые испытаниями прочностные характеристики металла. Например, хрупкие в обычных условиях кристаллы каменной соли становятся пластичными, если при испытании их погрузить в теплую воду, растворяющую дефектный поверхностный слой (эффект Иоффе). Тщательная полировка поверхности металлических образцов приводит к увеличению измеряемых при растяясенпи характеристик прочности и пластичности. [c.435]

Большинство композитов, описанных в настоящей главе, есть непрерывные однонаправленные волокнистые композиты (НОВК), имеющие большую объемную долю волокон. В результате продольная прочность в основном определяется прочностью самих волокон. Таким образом, если волокна обладают свойством ползучести, то им обладают и композиты на их основе. В небольшом числе работ по композитам, армированным вольфрамом и бериллием, обнаружено разрушение при ползучести. С другой стороны, разрушение под нагружением может появиться как результат комбинации двух факторов статистической прочности хрупких волокон и временных свойств вязкоупругой матрицы. Такая комбинация создает вероятность непрерывного изменения напряженного состояния внутри композита, даже при испытании на разрушение. Эти изменения также приводят к явлению запаздывания разрушения. Поэтому очень важно рассмотреть как матрицу, так и волокно при изучении длительной прочности композита, причем нужно иметь в виду, что матрицы оказывают очень незначительное влияние на кратковременную продольную прочность композитов, но играют очень важную роль в его длительной прочности. Часть работ посвящена исследованию эффектов скорости деформации на прочность НОВК оказалось, что только армированные стеклом композиты, по-видимому, чувствительны к изменениям скорости. [c.269]

Рис. 1. Длительная прочность необработанного Е-стекла диаметром 0,0004 дюйм и 50% относите.т1ьной влажности [47].

Продолжительность испытания на растяжение стекла влияет не только на значения длительной прочности, но также и на значения прочности, полученные при весьма кратковременном нагружении. В работе [3] проведено исследование временной зависимости прочности стеклянных стержней диаметром в 7/32 дюйм. Осуществлены испытания на трехточечный изгиб стержней с пролетом в 5 дюйм для времен продолжительностью от 0,01 с до 24 ч. Высокоскоростная аппаратура, использующая электромагнитное нагружение, была описана в [4]. Найдено, что стекло при временах нагружения в 0,01 с может выдерживать в три раза большее напряжение, чем то, которое приводит к разрушению при нагружении в течение 24 ч (рис. 2). Абсолютные значения прочности для стеклянных стержней, как и ожидалось, гораадо ниже, чем для волокон, однако само изменение прочности за указанный интервал времени сопоставимо с изменением прочности, наблюдаемым в армированных стеклом композитах. [c.271]

Сведения о длительной прочности бетонов на жидком стекле арактичаски отсутствуют. Некоторые данные по исследованию их ползучести при сжатии приводятся А.Ф.Миловановш, однако они не дают представления об уровне длительной прочности таких бетонов. Что же касается ползучести и длительной прочности при растяжении, то таких исследований не проводилось совсем. [c.93]

Длительная прочность исследовалась для бетонов на явдком стекле с добавкой полимеров (силикатополимербетонов) и без добавок, как при сжатии, так и при растяжении. [c.93]

Проблема длительной прочности элементов машин, приборов и аппаратов является традиционной, но за последние годы она расширилась и приобрела особое значение в связи с новыми задачами, которые ставят такие быстро развивающиеся отрасли техники, как энергетическое и химическое машиностроение, авиакосмическая техника и др. Долговечность конструкций приходится оценивать во многих случаях в условиях нестационарных силовых и температурных режимов нагружения, при этом могут протекать различные процессы длительного разрушения. К таким обычно относят статическую усталость, возникающую в результате выдержки конструкционных элементов во времени под действием усилий, мало- и многоцикловую усталость, связанную с циклическими сменами усилий безотносительно ко времени выдержки, а также процессы поверхностных разрушений при действии напряжений и агрессивных сред. При этом возможены еще и другие, комбинированные процессы. Длительному разрушению подвержены не только традиционые металлические, но и различные новые неметаллические материалы — полимеры, керамики, стекла и различные композиты, причем многие неметаллические материалы обнаруживают как циклическую, так и указанную статическую усталость практически в любых температурных условиях, ввиду чего проектирование изделий из этих материалов неизбежно наталкивается на необходимость их расчетов на длительную прочность. [c.3]

Прочность волокон в однонаправленном слое таких материалов, как стекло-, угле- и бо-рошгастики, реализуется лишь при продольном нагруэкении. Используя правило смеси и учитывая, что при таком виде нагружения разрушение слоя определяется разрушением волокон, согласно (5.1.91) в пренебрежении перераспределением напряжений в направлении армирования справедливо условие длительной прочности в виде [c.304]

Клеем ВС-10ТМ склеивают теплостойкие стекла, имеющие пространственную структуру, так как он отверждается при высоких температурах. Клеи В31-Ф9 и ВС-10 ТМ влияют на склеенные стекла, что отражается на длительной прочности соединения, а клей ПУ-2 не оказывает негативного действия [14, с. 396]. [c.494]

Молекулярная теория прочности начала развиваться после работ Гриффиса, когда в ряде исследований было установлено, что прочность образцов стекла, находящихся под действием постоянной нагрузки, зависит от длительности их нагружения, температуры, состояния поверхности и действия окружающей среды. Временную зависимость прочности стекла при статической нагрузке часто называют статической усталостью. Это явление наблюдается тем отчетливее, чем выше температура. Наличие временной зависимости прочности силикатных стекол имеет важное практическое значение, так как долговечность материала определяет срок службы изготовляемых из них конструкций и деталей. [c.24]

Прочность стекла, упрочненного при помощи термофизического метода, определяется главным образом тремя факторами величиной закалочных напряжений и их распределением по толщине образца, структурными особенностями строения поверхностного слоя образца и механическим состоянием его поверхности. Длительное исследование термофизического метода позволило определить, насколько изменяется прочность стекла под воздействием каждого из этих факторов в отдельности. [c.171]

Сокращение импульса можно получить, обрезая фронт импульса с помощью электроонтического затвора или просветляющегося фильтра [31, 34]. Однако возможности такого сокращения в усилительной системе на неодимовом стекле весьма ограничены нелинейными эффектами (в первую очередь самофокусировкой) и лучевой прочностью стекла. Для плотности энергии насыщения 4—-5 Дж/ м выше которой может эффективно протекать сжатие импульса, длительность сжатого импульса не должна быть меньше примерно 1 НС. [c.210]

Сдобырев В. П. О критерии длительной прочности для органического стекла при сложном напряженном состоянии. — Инженерный журнал МТТ, [c.314]

Орован [92] установил значительное снижение длительной прочности в активной среде (воде) и для образцов стекла большого диаметра, что может быть объяснено только наличием адсорбционного эффекта, способствуюшего лавинному развитию поверхностных зародышей разрушения при достаточно длительном пребывании в нагруженном состоянии. В этих условиях так называемая длительная прочность может быть понижена в два раза вследствие адсорбционного воздействия среды. Это означает, что образец, растянутый натяжением вдвое меньшим, чем разрывное, все же разрушается в достаточно длительном опыте (через несколько часов или суток). Вместе с тем прочность стекол при быстром нагружении для образцов больших размеров практически не зависит от наличия активной среды, а для достаточно тонких нитей обнаруживает понижение, но значительно меньшее, чем в длительных опытах. [c.197]

Действительно, как показали работы Г. И. Логгинова [3], в вакууме пли сухом воздухе крупные кристаллы слюды и гипса (пластинки, выколотые по спайности) вплоть до предельного состояния, отвечаюш,его хрупкому разрушению, ведут себя практически как вполне упругие тела. Вместе с тем удалось показать, что в поверхностно-активных средах, например в воде, особенно же с добавками адсорбирующихся веществ, те же кристаллы переходят в неупругое состояние, обнаруживая, особенно при напряжениях, приближающихся к предельному, ярко выраженное аномальное упругое последействие, медленно развивающееся во времени после нагружения и также постепенно спадающее после разгрузки. Эти удивительные явления оказываются вполне обратимыми и с увеличением напряжения переходят в постепенно возникающие остаточные деформации прочность материала, особенно длительная прочность, при этом заметно понижается. Аналогичные явления наблюдались М. С. Аслановой также на силикатных стеклах [3]. [c.9]

Так, например, величина изменяется при адсорбции газов, в том числе паров воды из атмосферы. Р звестпо, что поверхностная энергия слюды в вакууме в 12 раз выше, чем на воздухе, и соответственно прочность образцов слюды прн испытаниях в вакууме оказывается в 3,5 раза выше, чем при испытаниях на воздухе. Аналогичным образом адсорбция газов поверхностью микротрещин значительно понижает прочность стекла. По этой причине прочность стекла после нескольких месяцев хранения может уменьшиться до Vj или даже Vg первоначального значения, определенного непосредственно после изготовления. Это явление связано также с конденсацией вакансий у относительно крупных дефектов материала в условиях действия остаточных напряжений. Несмотря на наличие релаксации остаточных напряжений растрескивание стекла, даже по истечении длительного промежутка времени после изготовления стеклянных предметов, остается хорошо известным фактом [172]. [c.296]

Механическая прочность силикатных цементов с течением времени возрастет. Это явление объясняется длительностью процесса обезвоживания геля кремневой кислоты. При замене натриевого жидкого стекла калийным улучшаются свойства цементов в условиях воздействия растворов серной кислоты и сернокислых солей. При применении натриевого стекла возможно образование многообъемнетых осадков, которые вызывают чрезмерные напряжения в конструкции, приводящие к разрушению футеровки. [c.458]

Стекловолокнистая изоляция отличается большой нагревостой-костью. Длительная работа стекловолокнистой изоляции (непропи-танной) возможна при температуре до 250° С, кратковременная — при нагреве до 500° С. После 24-часового прогрева при 250° С прочность на разрыв стекло-ленты снижается только вдвое. Механическая прочность стекловолокна обусловлена наличием на его поверхности дефектов в виде микротрещин. Весьма тонкое волокно с диаметром менее 10 мк отличается высокой механической прочностью. С увеличением диаметра прочность уменьшается, так как возрастает концентрация (на единицу поверхности) таких дефектов. Прочность волокна из бесщелочного стекла выше, чем из щелочного (рис. 9.3). В сухом воздухе прочность волокна значительно больше, чем во влажной атмосфере. Дело в том, что поверхность трещины на стекловолокне покрыта гелями кремниевой [c.137]

При длительном использовании электроаппаратуры, особенно и тропических условиях, на органических диэлектриках развивгется плесень. Появление плесени уменьшает удельное поверхностное сопротивление диэлектриков, приводит к росту потерь, может снизить механическую прочность изоляции и вызвать коррозию соприкасающихся с ней металлических частей. Плесень развивается чаще всего в канифоли, масляных лаках, целлюлозных материалах, Бг том числе и в пропитанных (гетинакс, текстолит). Наиболее стойкими к образованию плесени являются неорганические диэлектрики ь ерамика, стекло, слюда, кремнийорганические материалы и некоторые органические, например эпоксидные смолы, фторопласт-4, полиэтилен, полистирол. [c.77]

К излому, что позволяет его использовать в конструкциях, подверженных длительным иагрувкам. Хотя бор не столь надежный термоизолятор, как стекло, однако он более эффективен в условиях, когда требуется повышенная жесткость и прочность на сжатие, так как в этом случае возможно сокращение поперечного сечения термостойкого слоя. [c.84]

Длительная эксплуатация органического стекла СОЛ показала, что оно надежно работает в интервале температур от —60 до +60° С. Предел прочности при растяжении при этом изменяется от 1800 кГ см при —60°—С до 400 кПм при +60 С. Та температура, при которой предел прочности при растяжении стекла снижается до 400 кГ1см , является верхним пределом рабочей температуры в условиях полного прогрева стекла по сечению. [c.138]

Влияние темперах у-р ы. Изменение механических свойств под влияниемтемперату-ры в моментнагружения(приис-пытании) или после воздействия повышенных или пониженных температур наиболее резко сказывается на термопластических материалах. Предел прочности при растяжении, модуль упругости, предел текучести и предел усталости термопластов типа плексиглас (органическое стекло) с понижением температуры (в определённом интервале) возрастают, а удлинение уменьшается при повышенных температурах удлинение и удельная ударная вязкость возрастают. С понижением температуры (до—80 С) предел прочности при растяжении слоистых термореактивных пластиков типа текстолита и некоторых других пластиков возрастаег, а повышенные температуры, особенно при их длительном воздействии,увеличивают хрупкость и снижают прочность. [c.304]

Известно, например, что наружная поверхность изделий охлаждается быстрее ядра, независимо от природы веш,ества. Однако, если теплопроводность веш,ества (например, металла) достаточно велика, то разность температур практически настолько ничтожна, что изделие небольшой толш,ины не испытывает су-ш,ественных напряжений при охлаждении. Наоборот, стекло (глазурь), обладающее очень малой теплопроводн остью, испытывает при резком охлаждении настолько значительные напряжения, что оно разрывается на куски. Результаты возникающих напряжений сказываются даже спустя длительное время. Не всегда цек на глазури появляется сразу по выгрузке изделий из печи, иногда только с течением времени. Если керамика сама по себе в значительной степени чувствительна к резким изменениям температуры, то такая сложная резко разнородная система, как глазурь—керамика, обладает еще большей чувствительностью, особенно резко проявляющейся при разных коэффициентах термического расширения обоих слоев. Если этот коэффициент у керамики меньше, чем у глазури, то последняя при охлаждении находится в растянутом состоянии и претерпевает напряжение разрыва. Так как свободное смещение вдоль поверхности контакта невозможно, а застывшая глазурь (стекло) значительно слабее сопротивляется разрыву, чем сжатию, то при достижении напряжений, превышающих допустимые пределы упругости и прочности, неэластичная корка лопается. [c.50]

Минимально допустимая марка бетона на портландцементе и глиноземистом цементе — М250, бетона на жидком стекле — Ml50. При нагреве прочность снижается (после длительного нагрева до предельной температуры службы она составляет не более 3...4 МПа для бетона на портландцементе и 7...9 — для бетона на жидком стекле). [c.308]

Следует отметить, что свойства тел зависят от внешних факторов. Так, стекло при обычной температуре хрупко, а при высокой— пластично свинец при обычной температуре пластичен, при низкой — хрупок. Тело, имеющее на поверхности микротрещины, обладает низким пределом прочности, но то же тело, подвергшееся специальной обработке, приводящей к заплавке трещин, обладает высоким пределом прочности. Кроме того, механические свойства тела зависят от длительности действия сил-Одно и то же тело при кратковременном действии больших сил проявляет себя как хрупкое, а при длительном действии малых сил — как вязкое. [c.79]

При погружении химостойких стекловолокнистых материалов в воду прочность их снижается, но после высушивания полностью восстанавливается. Изделия из стеклянного волокна натрийкальцийсиликатного состава, содержащие более 15 % (мае.) оксидов щелочных металлов, после пребывания во влажном воздухе или в воде снижают прочность необратимо в связи с интенсивным выщелачиванием и разрушением. При длительном действии деформирующего усилия у стеклянных волокон развивается упругое последействие, которое зависит от химического состава стекла и относительной влажности воздуха. Влага снижает также сопротивления стеклянных волокон изгибу и трению. [c.253]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...