ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Уплотнение материала из "Теоретические основы переработки полимеров" При переработке полимеров уплотнение сыпучих материалов, иредшествуюш,ее плавлению, происходит внутри большинства машин для переработки, и поведение материалов ири уплотнении оказывает существенное влияние на характеристики этих машин. [c.237] В большинстве случаев целью уплотнения является получение агломерата, но иногда оно необходимо для повышения эффективности последующих процессов, например плавления. Уплотнение возникает при приложении внешнего усилия. Эти усилия передаются внутрь системы через контакты между частицами. Благодаря процессам эластической и пластической деформации (деформации сдвига и местных разрушений) число контактов возрастает, и появляются силы, удерживающие частицы вместе. Этот процесс уже рассматривался в разделе, посвященном агломерации. Силы, приложенные извне, приводят к появлению поля внутренних напряжений, которые в свою очередь определяют поведение уплотняемого материала. [c.237] Уплотнение порошков обсуждалось в работе Трайиа и Левиса [6] первая научная работа в этой области принадлежит Волластону [24]. [c.237] При анализе процесса уплотнения возникает много трудностей. Осложнения в основном связаны с тем, что свойства сыпучих материалов значительно изменяются в процессе уплотнения и поле напряжений может быть получено в принципе только для предельных случаев начальной стадии движения или установившегося движения, когда силы трения проявляются в полной мере. При уплотнении эти условия, как правило, не выполняются. [c.237] Известные экспериментальные данные хорошо согласуются с этим соотношением [25], хотя и имеются серьезные сомнения в их достоверности. Как коэффициент трения, так и отношение нормальных напряжений изменяются вдоль уплотняющегося материала (установлено, что их произведение остается примерно постоянным, чем, по-видимому, и объясняется удовлетворительное согласие с экспериментальными данными). Экспериментально замеренное распределение напряжений внутри уплотненного материала представляет довольно сложную картину [26], причем величииа напряжений сильно зависит от условий около стенки и формы уплотненного материала (рис. 8.15). [c.238] Другой вопрос, имеющий фундаментальное значение, который был рассмотрен Лонгом [27], состоит в выяснении причины изменения отношения осевых н радиальных напряжений. В случае совпадения осевого и радиального напряжений с направлением осей координат это отношение определяется уравнением (8.7-3) для сыпучего материала без внутренних сил сцепления в состоянии начинающегося движения. Заметим, что если заменить угол трения на угол внутреннего трения, то это уравнение оказывается применимо для установившегося движения сыпучего материала, частицы которого способны слипаться между собой [см. уравнение (8.6-6)]. Для слипающегося сыпучего материала при условии начинающегося разрушения можно определить отношение главных напряжений с помощью результирующей функции Куломба [уравнение (8.6-5)]. [c.238] Ранее отмечалось, что условия уплотнения определяются недостаточно строго из-за того, что трение в системе непостоянно. Положение затрудняется также и тем, что существует сложное распределение напряжений и направления главных осей могут не совпадать с осевым и радиальным направлениями. Лонг [27] исследовал эти различия, используя круговое радиальное напряжение . Круги получают, когда после первоначального увеличения осевого напряжения уменьшают его. Остаточные радиальные напряжения сохраняются после того, как осевую нагрузку уменьшают до нуля. Эти остаточные напряжения необходимо преодолеть при выгрузке спрессованного материала пз формы после снятия осевой нагрузки. [c.238] По данным Лонга [27], при малых осевых напряжениях, прежде чем начинается выгрузка материала, отношение радиального напряжения к осевому будет определяться коэффициентом Пуассона V — это напряжение, которое необходимо приложить для предотвращения радиального расширения прессуемого материала, которое могло бы произойти, если бы существовала возможность для его свободного расширения). Как только достигается предельное напряжение, этот коэффициент определяется с помощью предельной функции Куломба, и в дальнейшем наблюдается более или менее линейное увеличение радиального и осевого напряжений. [c.239] Поведение полимерного сыпучего материала при уплотнении было экспериментально исследовано Шнейдером [28] и Голдаке-ром [29]. Для полиэтилена, например, установлено постоянное отношение радиального напряжения к осевому, равное 0,4. [c.239] С учетом сложности распределения напряжений в уплотненном материале Р должен зависеть от свойств сыпучего материала, геометрии уплотненного образца и возможной предыстории нагружения. Поэтому уравнение (8.9-2) следует рассматривать как оценочное эмпирическое соотношение для получения некоторых средних значений. [c.239] Вернуться к основной статье