ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Резниковский. Об оценке механических свойств резины как конструкционного материала из "Резина-конструкционный материал современного машиностроения" Лабораторное исследование механических свойств — необходимое условие практического использования любого конструкционного материала. Оптимальным результатом такого исследования должно быть определение числовых значений ряда физически обоснованных показателей, объективно характеризующих весь комплекс механических свойств материала. [c.156] Многочисленные методы физико-механических испытаний, применяемые для контроля производства, а также при разработке рецептуры и технологии изготовления резины и изделий из нее, служат для определения условных показателей, сложным образом зависящих не только от свойств испытуемого материала, но и от формы и размеров образца, особенностей испытательного прибора и т. д. Эти показатели полезны для сравнительных оценок применительно к конкретным технологическим задачам, но мало пригодны для количественных расчетов, необходимых при конструировании новых изделий и деталей. [c.156] С другой стороны, показатели, успешно применяемые для инженерной оценки деформационных и прочностных свойств металлов, непригодны для описания механических свойств резины, и здесь кроются причины взаимной неудовлетворенности, возникающей обычно при деловых контактах между материаловС дами-резинщиками и механиками широкого профиля (для которых пока еще наиболее привычным конструкционным материалом является металл). [c.156] В этих условиях важнейшей задачей резинового материаловедения является развитие исследовательских работ, направленных на изучение наиболее общих закономерностей механического поведения технических эластомеров. Эти исследования имеют конечной целью разработку математической теории упругости и прочности такого рода материалов. Важнейшей практической задачей таких исследований должна быть рекомендация физически обоснованных показателей, минимальным числом которых может быть описан весь комплекс механических свойств технической резины. [c.157] Состояние науки о механических свойствах резины не позволяет, однако, сегодня рекомендовать такую систему физических показателей, которая позволила бы, даже для простейших случаев, исчерпывающе решить задачу расчета изделий хотя бы на деформируемость, тем более на прочность и долговечность. Вместе с тем ясно, что некоторый комплекс, или перечень показателе, соответствующий современному уровню наших знаний и технически обеспеченный наличием соответствующих приборов и стандартизованных методик, несомненно может и должен быть peкoмeндoвJн и введен незамедлительно. Сделана попытка коротко охарактеризовать некоторые наиболее ценные резуль-т ы работ, проведенных за последние годы, и наметить актуальные и перспективные направления дальнейших исследований. Предлагаемый обзор не претендует на полноту. В частности, сознательно опущены многие вопросы из тех, которые подробно освещены в других статьях настоящего сборника. [c.157] Для резины, как и для всех полимерных материалов, харак-т узна зависимость механических, в первую очередь деформационных, свойств от температуры и временного режима нагружения. [c.157] Достижением последнего десятилетия явилась разработка метода температурно-временного приведения, находящего применение почти во всех случаях, когда проявляются релаксационные свойства полимеров. [c.157] Необходимым условием практического использования метода температурно-временного приведения является знание температуры стеклования Гс исследуемого полимерного материала, так как эта температура входит в универсальное соотношение для коэффициента приведения йт, называемое обычно уравнением WLF-. [c.158] Такое рассмотрение удобно провести на простейшем примере работы амортизатора сжатия. Это простой, но тип чный случай инженерного применения, когда эксплуатационные характеристики детали зависят от механического поведения резины, подвергающейся одновременному воздействию постоянной во, времени (статической) и переменной (динамической) нагрузки, и когда необходимо учитывать взаимное влияние обеих составляющих. Здесь рассматривается простое сжатие, т. е. не учитывается трение в торцах. [c.158] Ф — угол сдвига фаз между динамическими составляющими напряжения и деформации. [c.159] Вопрос о связи между деформациями и напряжениями должен рассматриваться различно в зависимости от величины реализуемых деформаций. [c.159] Если статическая составляющая деформации. относительно велика, а амплитуда динамических деформаций мала, необходимо учитывать нелинейность статического нагружения, т. е. принимать во внимание, что фактически Ест. есть некоторая функция от е. При проведении такого рода расчетов пользуются либо уравнениями кинетической теории эластичности либо эмпирическим соотношением. [c.159] Если статическая и динамическая составляющие деформации относительно велики, приходится учитывать также нелинейность связи между динамическими составляющими напряжения и деформации, т. е. принимать во внимание, что Един, является функцией е и ео и что, в общем случае, синусоидально изменяющемуся напряжению может соответствовать несинусоидальная деформация. Реализация больших значений динамической составляющей в практических применениях резины встречается редко, и поэтому последнему случаю почти не уделяется внимания. [c.159] казалось бы, естественное положение нуждается, однако, в пересмотре по следующим причинам. [c.160] Известно, что при механических воздействиях на технические сажеиаполненные резины наблюдается особая, необычного вида нелинейность упругих свойств. [c.160] Я —деформационная завлсимость модуля упругости б —деформационная зависимость модуля потерь. [c.160] Цифры на кривых показывают содержание сажи HAT в резине в объемп. %. [c.160] На рис. 1 представлена зависимость динамического модуля сдвига О и так называемого модуля потерь О (G =G tg ф), характеризующего внутреннее трение резины, от удвоенной амплитуды деформации при испытаниях в условиях основного (или так называемого отнулевого) цикла [2]. [c.160] В работах Пейна [4] предусматривается возможность графического описания тиксотропного изменения динамического модуля в зависимости от деформации в координатах, позволяющих совместить данные, полученные для резин различного состава (НК, уретановый каучук, неопрен, бутилкаучук, СКС с сажами НАР, ЕРС, НРС в количестве от 50 и более вес. ч. на 100 вес. ч. каучука). [c.161] Отсюда следует практически важный вывод, что, зная для данной резины начальный и равновесный модули, можно определить эффективное значение динамического модуля для любого заданного значения энергии и деформации цикла. [c.162] Вернуться к основной статье