ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Принятая терминология из "Механическое поведение полимерных материалов" Терминология механики полимеров еще не вполне установилась. Некоторые авторы иногда используют разные термины для одного понятия, а иногда один термин имеет различные значения. Поэтому во избежание недоразумения здесь даются определения терминам, получившим наибольшее распространение, которые далее будут применяться. Некоторые термины могут применяться в принятом здесь смысле только при специальных ограничениях. [c.8] Обратимая деформация полностью исчезает после устранения причин, ее вызвавших. Необратимая деформация полностью остается после устранения причин, ее вызвавших. Практически эти два вида деформации не всегда возможно различить, поэтому эти понятия следует считать некоторой абстракцией, без которой невозможно применение математического аппарата. В дальнейшем полностью обратимую деформацию будем называть упругой деформацией. Материал называется идеально упругим, если он имеет только упругую деформацию. Понятие упругости не следует смешивать со способностью к большим упругим деформациям. Так, например, стекло при комнатной температуре близко к идеально упругому материалу, хотя величина деформации невелика. [c.8] Запаздывающая упругая деформация, как показывает само название, протекает во времени. Скорость возрастания этой деформации при постоянном напряжении монотонно убывает. После снятия напряжения запаздывающая деформация исчезает с монотонно убывающей скоростью. Это явление называется запаздывающим упругим восстановлением. [c.9] Необратимая деформация — это течение материала, следовательно, такая деформация не может быть мгновенной. Некоторые авторы всякую необратимую деформацию называют пластической. Здесь рассматриваются два идеализированных вида необратимой деформации вязкое течение и пластическая деформация (пластическое течение). При вязком течении скорость деформации пропорциональна приложенному напряжению (ньютоновская вязкость). Следовательно, материал, которому присуще вязкое течение, является жидкостью, так как сколь угодно малому напряжению отвечает неограниченное возрастание деформации со временем, а после снятия напряжения деформация не восстанавливается. Условия, при которых твердому телу можно приписать вязкое течение, рассмотрены далее. Пластическая деформация возникает только тогда, когда напряжение достигает некоторой критической величины. До этого значения напряжения материал ведет себя как идеально упругое тело. [c.9] Ползучестью называется явление возрастания деформации при постоянном напряжении, а соответствующая деформация называется деформацией ползучести. В отечественной литературе встречается иногда термин крип . В этой книге термин крип не применяется. Описываемое явление называют иногда релаксацией деформации, но этот термин мало удачный, так как английское слово релаксация означает ослабление, а здесь речь идет о возрастании деформации. В целях сокращения письма в дальнейшем термин ползучесть применяется только для обозначения запаздывающей упругой деформации. Иногда применяют термин обратная ползучесть для обозначения упругого восстановления. Здесь этот термин не используется. [c.9] Уменьшение напряжения при постоянной деформации называется релаксацией. Применяется также термин релаксация напряжения в отличие от релаксации деформации. Так как этот последний термин здесь не применяется, слово напряжение для краткости опускается. Предполагается, что деформация создается мгновенно, а затем удерживается постоянной. Если деформация медленная, то релаксация напряжения может частично или полностью пройти за время создания деформации. Релаксация, протекающая в результате вязкого течения, называется максвелловской релаксацией. Релаксация, протекающая вследствие запаздывающей упругой деформации, называется вязкоупругой релаксацией. [c.9] Не претендуя на стандартизацию терминов, мы перечислили только самые необходимые, применяемые в данной книге, при рассмотрении отдельных задач будет дано определение и других использованных терминов. [c.10] К числу основных типов механических испытаний относятся такие, которые дают возможность определить все постоянные, необходимые для описания механического поведения, легко осуществимы на практике, не требуют слишком сложной аппаратуры и не затрудняют излишне математическую обработку результатов опытов. [c.10] Первые три типа испытаний называют квазистатическими, так как напряжение или деформация остаются постоянными в некотором интервале времени. Последние три типа испытаний названы динамическими. [c.10] Испытание на ползучесть. Заданная величина — напряжение, измеряемая величина — деформация. В начальный момент, т. е. при = О, приложено постоянное напряжение Сто. которое снимается в момент В общем случае в момент приложения напряжения возникает мгновенная упругая деформация бо (которая остается постоянной, пока приложено напряжение), затем с течением времени развиваются запаздывающая упругая деформация и вязкое течение. В каждый момент времени общая деформация равна сумме грех деформаций мгновенной упругой деформации, запаздывающей упругой деформации и деформации вязкого течения. После снятия напряжения мгновенная упругая деформация бо мгновенно исчезает, замедленная упругая деформация монотонно убывает, стремясь к нулю, а деформация вязкого течения остается постоянной, равной величине, которую она достигла к моменту снятия напряжения (см. стр. 61). Этот вид испытаний удобен для опытов на растяжение тонких резиновых образцов, волокнистых материалов, а также на кручение и сжатие жестких пластиков, например полиэтилена. [c.10] Испытание смешанного типа на релаксацию и ползучесть. [c.11] В начальный момент, при t = О, создается мгновенная упругая деформация Ео, которая остается постоянной до момента при этом первоначально возникшее напряжение убывает с течением времени. В момент оставшееся напряжение снимается, при этом мгновенная упругая деформация мгновенно исчезает, а запаздывающая упругая деформация, которая накопилась к моменту монотонно убывает, стремясь к нулю. Деформация вязкого течения остается постоянной, равной величине, которую она достигла к моменту 1 (см. стр. 44). [c.11] Испытание методом свободных колебаний. Проще всего этот тип испытания осуществляется, если задать в начальный момент некоторую деформацию, а затем предоставить системе свободно колебаться. Вследствие внутреннего трения амплитуда колебаний быстро затухает. Обычно для того чтобы получить достаточное число колебаний, к испытываемому образцу приходится присоединить дополнительную массу. Этот тип испытаний удобен для опытов на кручение (так называемый крутильный маятник) или на изгиб. [c.11] Испытание методом вынужденных колебаний. Задается деформация или напряжение, изменяющиеся по синусоидальному закону. Измеряется соответственно напряжение или деформация. Если зависимость между напряжением, деформацией и временем может быть описана линейным дифференциальным уравнением с постоянными коэффициентами, то измеряемая величина тоже изменяется по синусоидальному закону, с частотой, равной заданной частоте, и амплитудой, пропорциональной амплитуде заданной величины, но с разницей фаз. Зависимость деформации и напряжения от времени показана на стр. 19. Безразлично, какую величину считать заданной. Предполагается, что процесс колебаний установившийся, т. е. влияние начальных условий полностью затухло. Результаты испытания можно изобразить графически в виде зависимости между напряжением и деформацией. Если обе эти величины изменяются по синусоидальным законам, различающимся только фазой, то полученная петля гистерезиса должна быть эллипсом. Отклонение петли гистерезиса от эллипса указывает на то, что материал не подчиняется линейной теории. Оба вида записи получают на осциллографах, зависимость от времени на шлейфовом, а петлю гистерезиса на катодном осциллографе. Для медленных колебаний применяют запись механическим путем. Описанное испытание удобно для опытов на растяжение, сжатие или изгиб. [c.11] Испытание методом вынужденных колебаний при резонансе. [c.12] Изменение напряжения или деформации задается синусоидальным законом. Частоту вынужденных колебаний изменяют и определяют зависимость амплитуды колебаний измеряемой величины (деформации или напряжения) от частоты вынужденных колебаний. Наибольшая амплитуда соответствует резонансу колебаний. Испытание применимо в тех же случаях, что и предыдущие. [c.12] Вернуться к основной статье