Упруго-вязкие свойства связующего

УПРУГО-ВЯЗКИЕ СВОЙСТВА СВЯЗУЮЩЕГО [c.211]

В наш век с усложнением форм строительных конструкций, появлением авиастроения, разнообразными запросами машиностроения роль методов теории упругости резко изменилась. Теперь они составляют основу для построения практических методов расчета деформируемых тел и систем тел разнообразной формы. При этом в современных расчетах учитываются не только сложность формы тела и разнообразие воздействий (силовое, температурное и т. п.), но и специфика физических свойств материалов, из которых изготовлены тела. Дело в том, что в современных конструкциях наряду с традиционными материалами (сталь, дерево, бетон и т. д.) широкое применение получают новые материалы, в частности композиты, обладающие рядом специфических свойств. Так, армирование полимеров волокнами из высокопрочных материалов позволяет получить новый легкий конструкционный материал, имеющий высокие прочностные свойства, превосходящие даже прочность современных сталей. Но наличие полимерной основы наделяет такой композитный материал помимо упругих вязкими свойствами, что обязательно должно учитываться в расчетах. Даже в традиционных материалах в связи с высоким уровнем нагружения, повышенными температурами возникает необходимость в учете пластических свойств. Все эти вопросы теперь составляют предмет механики деформируемого твердого тела. [c.7]

В основу расчетных методик, изложенных в гл. II—III, положено представление упруго-диссипативных свойств звеньев и соединений по схеме упруго-вязкого тела. Такой подход в известной мере оправдан получаемыми математическими упрощениями, хотя он и является весьма приближенным. Кроме того, отыскание линеаризованных коэффициентов сопротивления для многомассовых особенно нелинейных систем связано со значительными сложностями [54, 98, 107]. [c.160]

Линейно-деформируемое упруго-вязкое тело, обладающее последействием. Сама по себе ньютонова вязкая жидкость не представляет большого интереса с точки зрения прочности, но с учетом ее свойств строятся многие расчетные модели тел, обладающих одновременно упругостью и вязкостью. Так, одна из наиболее простых и основных таких моделей получается при условии, что напряжение можно представить в виде суммы двух частей, одна из которых связана по закону Гука с деформацией, а другая определяется соотношением вида (13.2). В результате [c.398]

В основе М. лежат три закона Ньютона. Первые два справедливы по отношению к т, н. инерциальной системе отсчёта. Второй закон даёт осн. ур-ния для решения задач динамики точки, а вместе с третьим — для решения задач динамики системы материальных точек. В М. сплошной среды, кроме законов Ньютона, используются закона, отражающие свойства данной среды и устанавливающие для неё связь между тензором напряжений и тензорами деформаций или скоростей деформаций. Таковы Дука закон для линейно-упругого тела и закон Ньютона для вязкой жидкости (см. Вязкость). О законах, к-рым подчиняются др. среды, см. в ст. Пластичности теория. Реология. [c.127]

При высоких скоростях деформирования некоторые виды материала связующего обладают свойствами вязкой сжимаемой жидкости, при этом вместо упругого закона (6.3.1) следует использовать соотношения [c.152]

Изучение вязко-упругих свойств твердых тел, связано, в основном, с широким применением в технике полимеров, а также других материалов (металлов) при экстремальных условиях (повышенная температура, большие давления). [c.64]

По внешнему результату вязкая деформация идентична деформации пластической или разрушения. В обоих случаях происходит смещение молекул в целом или их частей. По существу же эти деформации различны. В процессе вязкого деформирования смещения обусловливаются тепловыми флюктуациями и совершаются постепенно, по мере высвобождения места , поэтому вязкая деформация не связана с нарушением сплошности и первоначальной структуры вещества и для своего развития требует времени. Вязкое деформирование может быть весьма длительным, теоретически бесконечным, оно может иметь место при сколь угодно малом силовом воздействии. Вязкие деформации необратимы, как и пластические, но они не оставляют следов разрушения, поэтому упругие свойства элемента после вязкого деформирования не изменяются, а при изменении знака усилия вязкая деформация может быть сведена к нулю. [c.33]

Сопоставление теоретических кривых, построенных по различным критериям прочности с экспериментальными значениями предельных напряжений, позволяет выявить степень пригодности этих критериев для данной пластмассы. Так, сопоставление различных критериев прочности с опытными значениями предельных напряжений, полученных при плоском напряженном состоянии, показало [50] ограниченную применимость к жестким пластмассам первой и второй классических теорий прочности. Первая теория прочности применима к плоским напряженным состояниям, близким к одноосным растяжению и сжатию, а вторая теория прочности — только к одноосному растяжению. Так, для определения несущей способности деталей из стеклопластиков необходимо выбрать соответствующую теорию прочности с учетом того, что конструкционные стеклопластики являются неоднородными материалами и полимерное связующее обладает вязко-упругими свойствами. Для стеклопластиков с хаотическим расположением волокна, которые в первом приближении можно считать квазиизотропными, существующие теории прочности применимы только в условиях кратковременного нагружения. Ориентированные стеклопластики в общем случае являются неоднородными анизотропными или ортотропными материалами. Как однородные анизотропные материалы их можно с приближением рассматривать только при нагружении вдоль осей анизотропии [99]. [c.143]

Времена релаксации связаны с определенными релаксационными процессами, происходящими в полимерном материале и обусловленными поведением различных звеньев молекулярной цепи. Поэтому при определении действительных вязко-упругих свойств материала нельзя говорить об одном каком-то времени релаксации — требуется знание непрерывной функции распределения времен релаксации У (т) [36]. [c.39]

Исходя из современного представления о связи свойств и структуры полимерных материалов, для более правильного определения теплостойкости необходимо пользоваться методами, осно-. ванными на измерении упруго-эластических и вязко-пластических свойств материала в широком интервале температур или измерении таких параметров, как модуль упругости, теплоемкость, коэффициент линейного расширения и др. [c.192]

Наиболее важными показателями для оценки технологических свойств полимерных материалов являются пластичность, скорость отверждения и структурно-механические свойства материала в изделии [15, 16]. Эти показатели тесно связаны со степенью поликонденсации, полидисперсностью и структурой материала, а потому они характерны для пластмасс и не менее важны, чем показатели механических и электрических свойств. Известно, что деформационные процессы, протекающие в материале во времени под действием приложенных сил, а также его упруго-эластические и вязко-пластические свойства зависят от структуры полимера. [c.202]

Система уравнений, описывающая течение смазки в УГД контакте, выводится с учетом ряда допущений (их обсуждение см., например, в [5, 7, 32]) из уравнений гидродинамики, теплопереноса и теории упругости. Основные допущения заключаются в следующем толщина слоя смазки существенно меньше радиусов контактирующих тел, силы вязкого трения значительно больше инерционных, локально контактирующие тела заменяются полупространствами. Связь между тензором скоростей деформации и тензором напряжений, т.е. реологическая модель среды, является заданной. Зависимости свойств смазки — вязкости, плотности, теплопроводности, теплоемкости — от давления и температуры полагаются известными. Известными являются физические свойства твердых тел. При исследовании микро-УГД смазки задается топография поверхности. Система УГД уравнений замыкается начально-краевыми условиями. [c.499]

В XIX веке сложилась теория упругости—наука о законах статического и динамического деформирования упругих тел (работы Эйлера, Навье (1785—1836), Коши (1789—1857), Сен-Венана (1797—1886)). В настоящее время ее начинают называть теорией твердого деформируемого тела в связи с расширением представления о законах деформирования и учетом вязких и пластичных свойств реальных тел. [c.13]

Способ реализации связи с помощью идеальных реакций освобождает от анализа физических свойств ограничений математика, но не физика. В физике к понятию идеальная связь приходят в предельном случае потенциального поля (при бесконечном возрастании коэффициента жёсткости), когда происходит вымораживание степени свободы и возникает кинематическое условие в виде голономной связи [29], 123]. Таким образом, в задачу реализуемости связи включается также задача реализации реакций. Если идеальная реакция голономной связи реализуется упругими силами с бесконечно большим коэффициентом жёсткости, то идеальные реакции линейной неголономной связи можно реализовать линейными вязкими силами (при бесконечном увеличении коэффициента вязкого трения), введением присоединённых масс (стремящихся к бесконечности) и т.д. (см. [42], [13]). Упомянутый физический подход называется также конструктивным [44. [c.234]

Реологические свойства принадлежат к классу механических свойств, однако с ними не полностью идентичны. Таким образом, механические свойства, которые не связаны с деформацией, не принадлежат, строго говоря, к реологическим. Деформационные свойства проявляются у всех материалов под действием механической нагрузки. Различают упругую, пластическую, вязкую деформации и всестороннее сжатие. При упругой деформации изменение формы тела обратимое, т. е. после снятия нагрузки форма тела полностью восстанавливается. При пластической деформации изменение формы тела необратимое, течение наблюдается по достижении нагрузки некоторого граничного значения. При вязкой деформации изменение формы тела необратимое, течение наблюдается как под действием внешней нагрузки, так и под действием собственных массовых сил при любом их значении, т. е. граница начала течения отсутствует. При всестороннем сжатии под действием изотропного давления объем тела уменьшается, плотность увеличивается, но форма остается неизменной. При снятии давления тело возвращается в первоначальное состояние. [c.33]

Упругие тела и вязкие жидкости существенно различаются СВОИМИ свойствами при деформировании. Упругие деформируемые тела после снятия приложенных нагрузок возвращаются к своему естественному, или недеформированному, состоянию. В отличие от них несжимаемые вязкие жидкости совсем не имеют тенденции возвращаться после снятия нагрузки в исходное состояние. Кроме того, напряжения в упругом теле связаны непосредственно с деформациями, в то время как напряжения в вязкой жидкости зависят (за исключением гидростатической составляющей) от скоростей деформации. [c.279]

В связи с тем, что синтетические смолы, используемые в качестве связующего, обладают вязко-упругими свойствами, деформации стеклопластиков заметно зависят от времени. [c.211]

Вследствие вязко-упругих свойств полимерного связующего в композиционном материале между наполнителем и связующим происходит перераспределение напряжений во времени. [c.349]

Для измерения малых абсолютных давлений газов могут быть использованы разнообразные явления. Известны вакуумметры, действие которых основано на изменении вязкости, теплопроводности, степени ионизации и других свойств газа в связи с изменением его давления. В вязкостных датчиках регистрируются параметры движения твердого тела, подверженного вязкому взаимодействию с газом, давление которого измеряется. Например, оценка декремента затухания колебаний кварцевой нити или упругой пластины оптическими методами позволяет измерять разрежения порядка 10" —10" мм рт. ст. При снижении давления газа увеличивается длина свободного пробега молекул. При соизмеримости длины сво-278 [c.278]

В аморфных полимерах вязкое смещение (течение) цепей также ограничено поперечными связями в то же время эластомеры и каучуки обладают слабыми поперечными связями, они могут испытывать при комнатной температуре весьма большие обратимые упругие деформации — примерно до 800%. Заметим, что и некоторые другие полимеры могут проявлять свойства эластомеров в определенных температурных интервалах. Чем больше молекулярных цепей сшито (связано в сетки), тем более жестким оказывается материал. Так как поперечные связи и соответствующая сетчатая структура возникают обычно в процессе термического отверждения, можно полагать, что каучуки не являются термопластичными полимерами в строгом смысле этого слова, и их следует рассматривать как третью основную группу материалов. [c.9]

Деформационные свойства вязкоупругих тел описываются феноменологическими теориями, наиболее разработанной среди которых является теория линейной вязкоупругости, описывающая вязкоупругое тело как комбинацию идеально упругой и идеально вязкой компонент. Поведение идеально упругой составляющей описывается в терминах классической теории упругости обобщенным законом Гука и характеризуется по крайней мере двумя упругими константами — модулем Юнга Е и коэффициентом Пуассона х. Другие константы — модуль упругости при сдвиге О и модуль объемного сжатия К — связаны с Е и ц следующими выражениями [c.24]

Разрабатывая молекулярно-механическую теорию трения, проф. Крагельский И. В. предложил рассматривать образующуюся фрикционную связь между двумя трущимися телами как некоторое физическое тело, обладающее определенными свойствами, отличающимися от свойств обоих трущихся тел [179]. Это так называемое третье тело является, некоторого рода, связью, обладающей упруго-вязким характером. На свойства этой связи оказывают влияние состояние поверхности, величина давления между телами, время контактирования, скорость приложения нагрузки и т. п. Вследствие дискретного характера контактирования выступы, имеющиеся на поверхностях трения, сглаживаются или сменяются впадинами, т. е. материал в поверхностном слое при трении непрерывно передеформируется. Рассматривая область передеформирования как третье тело , можно считать, что силы внешнего трения обусловлены силами вязкого сдвига, возникающими в деформативной области обоих тел. В этой области происходят значительные пластические деформации, обусловленные возникновением в контактных точках высоких [c.547]

Долговечность вязко-упругих композитов (армированных однонаправленными упругими волокнами), разрушение которых происходит из-за развития трещин нормального разрыва в связующем, зависит не только от реологических и прочностных свойств связующего, но и от структурных параметров композита (упругих характеристик и объемного содержания волокон и др.), что позволяет путем соответствующего подбора этих характеристик при изготовлении композита уменьшать докрити-ческий рост образовавшихся трещин. [c.147]

Многие среды обнаруживают при деформировании совместное проявление упругих, вязких и пластических свойств. Для описания поведения подобных сложных сред требуются соответствуюш ие модели. Ниже рассмотрим построение основных соотношений связи между напряженным и деформированным состояниями для достаточно широкого класса реологически сложных сплошных сред. В основу построений положим три основных механизма деформирования упругий, пластический и вязкий. Первый механизм определяет обратимый процесс деформирования, два последних — необратимый. Для иллюстрации свойств реологически сложных сред воспользуемся динамическими моделями (рис. 91). В подобных моделях сила соответствует напряжениям, а перемещение — деформациям моделируемой среды. Инерционные свойства самих моделей не рассматриваются. [c.329]

Наличие битума приводит к образованию между частицами минерального материала достаточно прочных и вместе с тем вязких связей. Поэтому эти материалы относятся к упруго-вязко-пластичным материалам и для уплотнения требуют многократного приложения циклических нагрузок. Свойства асфальтобетонных и битумоминеральных смесей в сильной степени зависят от температуры. Обычно укладка и уплотнение горячих смесей происходит при температуре 60°—110°С. Укладка теплых смесей, приготовленных на менее вязких и жидких битумах, производится при более низких температурах. По мере уплотнения ввиду падения температуры вязкость смесей повышается на несколько порядков, и поэтому особенно важно до значительного охлаждания смеси успеть уплотнить ее до требуемой плотности. В противном случае уплотнение вообще становится невозможным. При выборе параметров машин, служащих для уплотнения этих материалов, особенно важно иметь в виду быстрое возрастание сопротивлений смесей внешним нагрузкам, которое происходит не только ввиду сближения отдельных частиц и образования более плотной структуры, но и из-за непрерывного охлаждения смеси. [c.359]

Одним из приемов, позволяющих сузить класс обобщенных решений в исходной задаче, является введение малого параметра. Роль такого малого параметра в рассматриваемой задаче может играть, например, учет вязких свойств среды. Рассмотрим вязко-упругую среду Фойгта С.З], обобщающую модель упругого тел.-В этой модели связь межг У напряжениями и деформациями имеет вид (см. (1.5) ) [c.24]

Согласно В. Ольшаку понятие механические свойства среды включает два элемента — закон, определяющий связь между тензорами напряжений и деформаций и их скоростями, а также некоторые величины, называемые модулями или параметрами, входящие в этот закон. -Модули, или параметры, могут быть действительными физическими постоянными, зависящими от температуры и энтропии (упругая, линейно-релаксирующая или вязкая среда), или они являются функциями инвариантов тензоров напряжений, деформаций и скоростей деформаций (пластические и вязко-пластические среды) [107]. [c.10]

При обосновании модели разрушения для расчета процесса электроимпульсного дробления и измельчения материала /40/, после рассмотрения достоинств и недостатков волнового и гидродинамического подходов, предпочтение отдано гидродинамическому. Все модели в рамках волнового подхода требуют изучения и описания измеряющихся во времени полей напряжений и деформаций в различных средах (упругих, упругопластичных, вязких), после чего на основании какой-либо гипотезы прочности определяется характер разрушения и развития трещин. Напряженное состояние массива, его физико-механические свойства определяют характер разрушения, однако в настоящее время нет убедительного и достаточно точного расчета напряженного состояния системы в объеме при взрыве, поэтому различные авторы получают порой противоречивые результаты. Сложность описания напряженного состояния при взрыве в среде связана не только с характером передачи энергии (например, ударной волной /41/ или поршневым давлением газов /42/), но и с существенным перераспределением поля напряжений в объеме при развитии трещин. Использование предложенных методов расчета в [c.82]

При описании механических свойств материалов принято различать два основных вида деформации упругую и пластическую. Упругая деформация обратима, т. е. она исчезает либо одновременно со снятием напряжения, либо постепенно во время отдыха материала после paзгpyз и (это явление называют также возвратом или обратной ползучестью). Пластическая деформация необратима, т. е. она не исчезает после снятия напряжения. Если упругая или пластическая деформация связана с напряжением вне зависимости от временных характеристик процесса нагружения, то такую деформацию называют мгновенно-упругой или соответственно мгновенно-пластической. Простейшим примером закона мгновенноупругого деформирования является линейный закон Гука. В более сложном случае, когда соотношение, связывающее деформацию с напряжением, включает в качестве дополнительного параметра физическое время, эту деформацию называют вязкоупругой или, соответственно, вязкопластической. Обе мгновенные деформации часто называют склерономными (т. е. независимыми от времени), а обе вязкие деформации — реономными (зависимыми от времени). [c.6]

Природа упругих деформаций и деформаций ползучести различна. Упругие деформации обусловлены изменением межатомных и межмолекулярных расстояний. Деформации ползучести связаны, например, в полимерах, с движением длинноцепочных молекул или перемещениями надмолекулярных структур. Эти явления подобны движению вязкой жидкости, в связи с чем материалы, обладающие свойствами ползучести, часто называются вязко-упругими, а теория ползучести — теорией вязко-упру-гости. [c.519]

Их сложное реологическое поведение было поэтому названо Джеффрисом (Jeffreys, 1929 г.) упруго-вязкостью. Первое из этих свойств не всегда связано с большими значениями второго, как в случае стекла, которое может рассматриваться как принадлежащее к этой же категории. Гесс (Hess, 1920 г.) описал упругое поведение полуторапроцентного раствора крахмала, являющегося упругим, хотя и не очень вязким. Жидкость приводилась в круговое движение вращением содержащего ее сосуда, который затем мгновенно останавливался. Когда при постепенном уменьшении окружной скорости состояние покоя кажется почти достигнутым, мы видим, что жидкость снова начинает двигаться, но в противоположном направлении. Скорость сначала повышается, а затем понижается и приближается состояние покоя, но только после нескольких колебаний жидкость приходит к покою. Колебаний не обнаруживается у смеси глицерина с водой соответствующей вязкости здесь первая остановка оказывается конечной. Эти колебания должны обусловливаться упругими силами, которые возникают в жидкости благодаря ее внутренней структуре . [c.151]

Реологические свойства IT. Наряду с упругой и высокоэластич. деформацией при определ. условиях в II. развиваются необратимые деформации, с к-рыми связан определ. комплекс реоло-гич. св-в. Обычно исследования течения ведутся при деформации сдвига, роже hj)h растяжении или сжатии. При малых напряжениях линейные П. (каучуки, пластмассы) начинают заметно течь выше темп-ры текучести, а пространственно-структурированные — не текучи вплоть до темп-ры химич. распада пространств, сетки. При достаточно больших напряжениях все II. могут течь при любых темн-рах. Механизмы течения в обоих случаях совершенно различны. В связи с этим все процессы вязкого течения П. распадаются па 2 осн. вида, в дальнейшем условно называемых физическим течением (только у линейных П.), к-рое происходит путем перемещения сегментов макромолекул в /гаправлении вязкого потока без разрушения молекул и изменений химич. структуры П., и химическим течением (как у линейных, так и пространствепно-структурпрованных, или сеточных. П.). [c.20]

Напряжения с деформациями в (6.1.13) связаны изотропными упругими соотношениями или более сложными реологическими соотношениями с учетом нелинейной зависимости среднего давления от сжатия или вязких и пластических свойств. При моделировании хрупкого разрушения напряжения как в связующем, так и в стеклоткани ограничены своими предельными значениями или предельными поверхностями. Такое представление дает воз-мо5кность описывать процесс разрушения с учетом структуры материала и характера взаимосвязи компонент. [c.144]

Создание прозрачных полимеров, обладающих требуемыми оптико-механическими свойствами при упругих, упруго-пластических и вязко-пластических деформациях, могло быть осуществлено лищь в последнее время в связи с развитием химии полимеров. Работы по созданию новых материалов для поляризационно-оптических материалов велись в следующих направлениях а) создание высококачественного материала для метода замораживания [c.189]

Если сделать определенные предположения относительно формы колодца потенциальной энергии и природы молекулярных групп, которые в нем колеблются, то можно показать (Тобольский, Пауэл, Эринг [145], стр. 125), что теория приводит к механическому поведению тела, подобному тому, которое описывается моделями пружина— амортизатор, рассмотренными ранее в этой главе. В такой трактовке вопроса подчеркивается зависимость вязко-упругих свойств от температуры из этой зависимости могут быть выведены термодинамические соотношения. Главное неудобство в приложении теории к реальным телам в количественном отношении связано с тем, что природа потенциального колодца для тел является в значительной мере предметом догадки и что часто несколько различных процессов могут протекать одновременно. Тем не менее, это пока почти единственный серьезный подход к молекулярному объяснению наблюдаемых эффектов, и он дает надежную базу для развития в будущем. [c.118]

Следовательно, для линейно-упругого тела, обладающего свойством вязкости, т. е. сочетающего в себе свойства упругого тела и вязкой жидкости (механическая модель Кельвина — Фойхта), связь между напряжениями и деформациями и их скоростями при линейном напряженном состоянии выразится линейным дифференциальным уравнением [c.52]

Линейная теория вязкоупругости основывается, с одной стороны, на основополагающих концёпциях Больцмана и Вольтерра, с другой стороны, на теории вязко-упругих реологических моделей, восходящей к Дж. Максвеллу и В. Фойхту. Объединяя свойства упругих тел и вязких жидкостей в более общей связи, эта теория имеет дело с линейными дифференциальными или интегро-дифференциальными уравнениями, поэтому в ней открывается широкий простор для приложения эффективных математических методов. Интерес к этой теории существовал все время, но отсутствие реальных технических приложений не стимулировало ее интенсивную"разработку. Ранние исследования в этой области (А. Ю. Ишлинский, А. Н. Герасимов, А. Р. Ржаницын, Ю. Н. Работнов и др.), по существу, не имели виду решение определенных технических задач, а были направлены скорее на извлечение некоторых математических следствий из принятых моделей. [c.122]

Лейт и Томпсон [34] провели исследование с растворимым маслом, полученным Брегманом, и установили, что оно еще более эффективно подавляет кавитационно-эрозионную коррозию, чем ингибитор хроматного типа. Обсуждая результаты, полученные Лейтом и Томпсоном, Брегман [73] приходит к заключению, что в этом случае растворимое масло функционирует двояким образом. Во-первых, оно понижает поверхностное натяжение жидкости, что приводит к уменьшению кавитационной эрозии по ряду причин, одной из которых является образование большого количества более мелких пузырьков (поскольку при меньшем поверхностном натяжении для образования зародыша пузырька требуется меньшая энергия). Во-вторых, защитное действие такого ингибитора связано с образованием вязкой органической пленки. Если такая пленка образовалась, то в дальнейшем, благодаря указанному свойству, легко поддерживать ее целостность. Учитывая упругие свойства пленки, естественно ожидать, что она может смягчить воздействие на поверхность ударных волн, образующихся в результате разрушения пузырьков. [c.156]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...