ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Измерение модулей упругости из "Механические свойства твёрдых полимеров" Подходы к измерению модулей упругости образцов, приготовленных в виде листа или волокна, совершенно различны. Поэтому экспериментальные методы, применяемые в этих двух случаях, будут далее обсуждаться раздельно. [c.214] Наиболее просто для полимерной пленки измерить модуль Юнга в различных направлениях, вырезав в выбранных направлениях длинные тонкие полоски. [c.214] Рассмотрим пленку с орторомбической симметрией, причем оси X ъ Z лежат в плоскости пленки, а ось у перпендикулярна ей, как указывалось в разделе 10.2.2. [c.214] Вырежем длинную полоску в направлении, образующем угол 6 с осью Z (рис. 10.3, а). Модуль Юнга этой полоски Eq = 1/se, где S0 — податливость в выбранном направлении. [c.214] Для вычисления sq через коэффициенты податливости используем запись в полной тензорной форме. [c.214] Все члены с индексом 2 пропадают, так как Дз-а = 0. [c.215] Кручение ориентированных листов исследовалось Рауман-ном [4] с целью определения податливостей при сдвиге 5 4 и Кдв одноосно-ориеятированного (поперечно-изотропного) полиэтилена низкой плотности. Метод кручения может применяться также для определения податливости 544, и в листов с орторомбической симметрией. Поскольку эта схема деформирования является более общей, рассмотрим ее в первую очередь. [c.216] Для листов с орторомбической симметрией задача упругости при кручении может быть решена только тогда, когда листы вырезаются в виде прямоугольных призм, грани которых перпендикулярны трем осям симметрии, а ось кручения совпадает с одной из этих осей. Такой случай показан на рис. 10.4. Кручение вокруг оси г характеризуется податливостями и в соответствующих плоскостях уг и xz. [c.216] Эти формулы показывают, что относительный вклад различных податливостей при сдвиге в крутящий момент зависит от их относительной величины и значений отношений а/й или Ь/с. Поэтому в принципе податливость может быть определена из измерений, выполняемых на листах с различным соотношением толщины и ширины. Было обнаружено, однако, что для сильно анизотропных листов полиэтилена низкой плотности формулы Сен-Венана не выполняются [6]. [c.217] Для исследования влияния молекулярной ориентации на продольные модули полимерных образцов, приготовленных в виде волокон с различной степенью вытяжки , а также для сравнения модулей промышленных текстильных волокон различной при роды широко использовались динамические методы. Наиболее полно подобные исследования такого рода были проведены Уоке-лином с сотрудниками [7] и Меридитом [8]. [c.217] Дэвис [16] пытался использовать для измерения продольного коэффициента Пуассона Vlз метод оптической дифракции, а Франк и Руофф [17] — дилатометрический метод. [c.218] Удовлетворительные данные были получены только для найлона, поскольку он выгодно отличается отсутствием остаточной деформации при растяжении до 5%. [c.218] Позднее такие измерения проводили, наблюдая под микроскопом радиальное сжатие и соответствующее продольное удлинение образца [18]. Моноволокно растягивали между двумя подвижными зажимами, установленными на столике микроскопа. Для определения изменений длины на моноволокно наносили две чернильные метки. Дифракционные эффекты на концах образца уменьшали использованием иммерсионной жидкости. Метод обладает недостаточно высокой точностью, так как ошибки достигают 10% при доверительном интервале измеряемой величины, составляющем 95%. [c.218] Две оставшиеся упругие константы волокна и 2 должны определяться более топкими методами. Они могут быть получены в условиях плоскостной деформации нри сжатии моноволокон между параллельными пластинами. Поперечный модуль определяет ширину поверхности контакта 2Ь [18, 19] (рис. 10.5, а). [c.218] Поперечный коэффициент Пуассона может быть определен путем измерения изменений диаметра в плоскости, параллельной плоскости контакта, при сжатии моноволокна в условиях плоскостного деформирования, как это было описано выше. [c.221] Как указывалось ранее, для сильно ориентированных моноволокон S13/S33 мало по сравнению с Следовательно, должно непосредственно зависеть от составляющего значительную долю (примерно от Тогда измерение увеличения диаметра может быть использовано для определения при условии, что уже найдена по ширине контакта Ь. [c.221] НОЙ жидкостью и диаметр измеряется непосредственно с помощью калиброванного окуляра. В качестве иммерсионной среды выбирается жидкость с показателем преломления, близким к показателю преломления волокна. При этом дифракционные эффекты уменьшаются, но моноволокно остается видимым. В этих экспериментах необходимо очень тщательно фокусировать микроскоп. Неточность фокусировки может дать ошибку в определении диаметра, соизмеримую со значением и у. [c.222] Типичные результаты для полиэтилентерефталата показаны на рис. 10.8. Можно видеть, что изменение диаметра, как это и предсказывает теория, пропорционально приложенной нагрузке. [c.222] Вернуться к основной статье