ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Важнейшие машиностроительные свойства полимерных материалов из "Применение полимерных материалов в конструкциях, работающих под нагрузкой" В наше время наука и техника стали решаюш,ей силой в развитии народного хозяйства. Взаимодействие науки и практики вызвало к жизни новые формы творческого труда, доселе вовсе неизвестные, такие как студенческие научно-технические общества с конструкторскими и технологическими бюро, общественные конструкторские бюро, университеты новой техники, комплексные бригады рабочих, инженеров и ученых и многие другие. Ясно, что теперь любой научно-технический труд не может ограничиться только изложением предмета, а должен способствовать прогрессу народного хозяйства, т. е. указывать (с допустимой смелостью п необходимо осторожностью) творчес ие пути в 1спользовании знан Й по описываемому предмету. [c.7] В книге не рассмотрены работы большой группы ученых — прочнистов , основанные на классическом учении о теории упругости. Автор думает, что теории прочности, основывающиеся на допущении малых деформаций и упругих констант, как бы они ни были модифицированы применительно к полимерным материалам, не могут правильно описать реальное поведение этих материалов под действием внешних нагрузок. Чтобы приблизиться к реальной картине работы внутренних связей в полимерах против действия внешних (поверхностных) сил, нужно было бы на основании подобных теорий создать механические модели термодинамических и химических процессов, протекающих в полимерах в нагруженном состоянии. [c.8] Рабиновичу удалось создать физико-механическую модель структуры некоторых армированных стеклопластиков. Это позволило ему построить строгую теорию прочности армированных пластиков, используя понятие высокоэластической компоненты. Однако для чистых полимеров с линейной и пространственной структурой, да и для многих армированных полимерных материалов такие модели еще не созданы. Поэтому с позиций теоретической и прикладной механики нельзя детально описать работу структуры полимерных материалов против действия внешних сил. [c.9] Раздел Остаточные напряжения в гл. III, несомненно, является очень приближенным. Например, термические напряжения определяются лишь на основе закона Гука без учета высокоэластических деформаций. Ориентационные и диффузионные напряжения предлагается определять по фиктивным напряжениям. Однако автор считает, что даже такие подсчеты позволяют определить порядок опасных величин этих остаточных напряжений и, следовательно, избежать, по крайней мере, возникновения трещин и коробления деталей при эксплуатации. [c.9] Автор вовсе не думает, что именно ему удалось найти единственно верный путь разрешения коллизии опыта и теории. Тем не менее он предполагает, что настоящим трудом он вносит в обширную проблему свой скромный опыт, который сыграет свою положительную роль. Более того, автор отдает себе ясный отчет в том, что его труд не лишен многих недостатков. Он был бы весьма приз11ателен читателям, если бы они указали на эти недостатки и внесли свои предложения с целью их устранения. [c.10] Автор приносит благодарность академику В. А. Каргину за ряд ценных советов, М. И. Гарбару за большой труд по редактированию книги, Ю. М. Малинскому за тщательный просмотр книги и рекомендации о необходимости внесения ряда изменений и уточнений, а также редактору А. И. Непомнящему за кропотливый труд над текстом книги. [c.10] Особую благодарность автор выражает А. Л. Рабиновичу и А. А. Никишину за большой труд по редактированию HI главы книги и других глав, в которых рассматриваются вопросы прочности полимеров. [c.10] В отличие от всех других строительных материалов полимерные материалы не являются стандартными и воспроизводимыми материалами до тех пор, пока строго регламентированными технологическими операциями, кондиционированием, выбранным режимом эксплуатации этот стандарт материалу не придан. Ввиду этих особенностей конструктору требуются не прописи и рецепты, а мотивированный план предварительных экспериментов и принятие верного метода для получения расчетных характеристик. Без учета условий эксплуатации материала в работающих деталях стандартность материала в технологическом смысле всегда будет относительной, условной. Устойчивость свойств материала деталей будет зависеть от трех важнейших факторов эксплуатационной температуры и влажности, а также от характера воздействия внешней силы (долговременности ее действия и скорости приложения). [c.11] Мы будем много раз возвращаться к этой проблеме почти во всех главах книги, но следует сразу наметить основные направления ее решения. Это лучше всего сделать при рассмотрении понятия твердого тела в приложении к полимерным материалам. [c.11] Таким образом, только упругое тело, строго говоря, может рассматриваться как твердое тело. Как только появляются первые следы пластического течения, тело проявляет признаки вязкой жидкости, поскольку оно под действием внешней силы необратимо изменяет свою форму. [c.12] В ноликристаллических материалах, примером которых являются конструкционные стали, структурная неустойчивость также наступает при сравнительно небольших нагрузках, но идущие параллельно процессы упрочнения структуры сталей полностью перекрывают эффекты скольжения. Именно по этой причине для строительных металлов и сплавов может быть найден такой интервал действующих внешних сил, в пределах которого наблюдается динамическая устойчивость структуры материалов. В этом интервале они могут рассматриваться как собственно твердые тела. [c.12] При современном уровне техники температуры 400—450° С могут во многих случаях считаться эксплуатационными. Могут ли стекла сохранить при этих температурах свое ведущее положение в ряду таких твердых тел как различные специальные стали При указанных температурах большинство обычных силикатных стекол начинает утрачивать признаки твердого тела и приобретать свойства жидкости, тогда как жаростойкие стали условно еще остаются твердыми телами. Температура начала интервала перехода стекол от состояния твердого тела к состоянию вязкой жидкости названа температурой стеклования и обозначается Т - Температура конца этого интервала называется температурой текучести и обозначается Т . [c.13] Чисто умозрительно можно было бы предполагать, что интервал Гс — Гт должен увеличиваться с увеличением длины молекулы вещества (т. е. с возрастанием среднего молекулярного веса). Действительно, В. А. Каргин с сотр. показали, что величина интервала Т(- — Т увеличивается с возрастанием молекулярного веса полимеров. Обычные силикатные стекла относятся к группе аморфных веществ в отличие от конструкционных металлов и их сплавов, находящихся в кристаллическом состоянии. Следовательно, уже простое нагревание дает возможность различать, находится ли тело в кристаллическом или в аморфном состоянии. [c.13] Аморфные полимеры по своим свойствам подобны обычным стеклам, и следует ожидать, что под действием тепла они должны размягчаться. Различие должно было бы состоять только в том, что поскольку их молекулярный вес больше, чем у стекол, интер вал Гс—Т должен быть много больше. Эксперимент, однако, вскрыл совершенно новое явление. Оказалось, что в интервале Тс—Т полимеры приобретают свойства, отличные от свойств и твердого и вязкотекучего тела. [c.13] Показано , что полимеры в зависимости от температуры могут находиться в трех физических состояниях стеклообразном (твердое тело), высокоэластическом (каучукоподобное тело) и вязкотекучем (вязкая жидкость). [c.13] две точки на термомеханической кривой Тс и Т ) характеризуют температурные области, соответствующие трем физическим состояниям полимеров. Эти температуры являются важнейшими характеристиками, позволяющими назначить температурные интерва.лы формования изделий из полимеров и эксплуатации этих изделий. [c.14] В отличие от кристаллических веществ положение на оси температур является условным и зависит от ряда факторов. К ним относятся скорость нагревания образца, величина и скорость приложения внешней нагрузки. При более быстром нагревании образца Гс смещается в область более высоких температур. Увеличение нагрузки при постоянной скорости нагревания образца смещает в область более низких температур. С увеличением скорости приложения статической нагрузки или с увеличением частоты импульсов при циклических нагрузках смещается в область более высоких температур. [c.15] Скорость деформации резиновых покрышек при движении автомобиля со скоростью 60 км/ч соответствует частоте действия нагрузки 100 периодов в сек. Стандартный метод испытаний резин на морозостойкость предусматривает условия, соответствующие частоте 1 период в 5 сек. Значения найденные при этих двух частотах, отличаются на 30° С. Это означает, что резина, признанная при стандартных условиях испытаний морозостойкой, в условиях эксплуатации будет хрупкой. ... [c.16] Вернуться к основной статье