ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ДЕФОРМАЦИИ ПОЛИМЕРОВ Волков Е А

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ДЕФОРМАЦИИ ПОЛИМЕРОВ. Волков Е. А

ДЕФОРМАЦИЯ — ИЗМЕНЕНИЕ ВЗАИМНОГО ПОЛОЖЕНИЯ ЧАСТИЦ ТЕЛА, СВЯЗАННОЕ С ИХ ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ ОТНОСИТЕЛЬНО ДРУГА. ДЕФОРМАЦИЯ ПРЕДСТАВЛЯЕТ СОБОЙ РЕЗУЛЬТАТ ИЗМЕНЕНИЯ МЕЖАТОМНЫХ РАССТОЯНИЙ И ПЕРЕГРУППИРОВКИ БЛОКОВ АТОМОВ. ОБЫЧНО ДЕФОРМАЦИЯ СОПРОВОЖДАЕТСЯ ИЗМЕНЕНИЕМ ВЕЛИЧИН МЕЖАТОМНЫХ СИЛ, МЕРОЙ КОТОРОГО ЯВЛЯЕТСЯ УПРУГОЕ МЕХАНИЧЕСКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ Всякое изменение формы тела под действием внешних сил, называется деформацией. Деформация бывает обратимой и необратимой (остаточной). При обратимой деформации после устранения внешних сил полностью восстанавливается первоначальная форма тела; материалы, которые ведут себя подобным образом называются упругими или эластичными, а их деформация – упругой или эластической. При остаточной деформации вновь приобретенная форма сохраняется после прекращения действия внешних сил (пластические тела или пластическая деформация). Часто наблюдается два вида деформации одновременно, т. е. после снятия внешнего воздействия первоначальная форма тела восстанавливается не полностью – процесс носит частично обратимый характер.

ДЕФОРМАЦИЯ ДЕЛЯТСЯ НА: УПРУГАЯ ДЕФОРМАЦИЯ ВЫСОКОЭЛАСТИЧНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ Упругая деформация восстанавливается при снятии напряжения. Она обусловлена изменением межатомных расстояний в молекулярных цепях и деформацией валентных углов. Высокоэластичные деформации связана с протекающими во времени процессом изменения конформации молекул. Деформация в высокополимерных материалах при температуре выше температуры стеклования является обратимой. Пластическая деформация представляет собой вязкое течение, связанное с необратимым перемещением молекул или их групп на расстояние больше размеров самих молекул. ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ

ВЕЛИЧИНА ДЕФОРМАЦИИ ПОЛИМЕРОВ ЗАВИСИТ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ И СКОРОСТИ ПРИЛОЖЕНИЯ НАГРУЗКИ. ДЛЯ АМОРФНЫХ ПОЛИМЕРОВ ХАРАКТЕРНО СНИЖЕНИЕ ПРОЧНОСТИ С УВЕЛИЧЕНИЕМ ТЕМПЕРАТУРЫ (ПРИ ПОСТОЯННОЙ СКОРОСТИ ДЕФОРМАЦИИ) И СРОСТОМ СКОРОСТИ ПРИЛОЖЕНИЯ НАГРУЗКИ (ПРИ ПОСТОЯННОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ) Деформация полимеров в вязкотекучем состоянии носит необратимый характер и называетсяпластической. Величину пластической деформации можно определить по формуле

ДЛЯ КАЖДОГО СОСТОЯНИЯ ПОД ВЛИЯНИЕМ НАПРЯЖЕНИЯ ХАРАКТЕРНА ОПРЕДЕЛЕННАЯ ПРЕОБЛАДАЮЩАЯ ДЕФОРМАЦИЯ. ОБЩАЯ ДЕФОРМАЦИЯ СКЛАДЫВАЕТСЯ ИЗ СУММЫ ОТДЕЛЬНЫХ ВИДОВ ДЕФОРМАЦИИ: ТАКИМ ОБРАЗОМ, КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ И АМОРФНЫЕ ПОЛИМЕРЫ ИМЕЮТ ДВА ВИДА ДЕФОРМАЦИИ – УПРУГУЮ И ПЛАСТИЧЕСКУЮ, А ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ АМОРФНЫЕ – ВСЕ ТРИ ВИДА ДЕФОРМАЦИИ. Простейшей элементарной деформацией (или относительной деформацией) является относительное удлинение некоторого элемента: Где — длина элемента после деформации; — исходная длина этого элемента. На практике чаще встречаются малые деформации — такие, что. Физическая величина, равная модулю разности конечной и изначальной длины (изменения размера) деформированного тела, называется абсолютной деформацией : . Измерение деформации производится либо в процессе испытания материалов с целью определения их механических свойств, либо при исследовании сооружения в натуре или на моделях для суждения о величинах напряжений. Упругие деформации весьма малы, и их измерение требует высокой точности. Измерение деформаций называется тензометрией; измерения обычно производятся с помощью тензометров. Кроме того, широко применяются резистивные тензодатчики, поляризационно-оптический метод исследования напряжения, рентгеноструктурный анализ Для суждения о местных пластических деформациях применяют накатку на поверхности изделия сетки, покрытие поверхности легко растрескивающимся лаком или хрупкими прокладками и т. д.

РЕЖИМЫ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ПОЛИМЕРОВ. ВОЗМОЖНЫ ЧЕТЫРЕ РЕЖИМА ДЕФОРМИРОВАНИЯ: НЕПРЕРЫВНОЕ ДЕФОРМИРОВАНИЕ, КОГДА НЕПРЕРЫВНО ДЕЙСТВУЮТ ЗАДАННЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ ИЛИ СКОРОСТИ ДЕФОРМАЦИИ. ПРИ НЕВЫСОКИХ И СКОРОСТЯХ ДЕФОРМАЦИЙ УДАЕТСЯ ДОСТИЧЬ УРАВНОВЕШЕННОГО ТЕЧЕНИЯ; МАЛО АМПЛИТУДНОЕ ПЕРИОДИЧЕСКОЕ (СИНУСОИДАЛЬНОЕ) ДЕФОРМИРОВАНИЕ , В КОТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ И ДЕФОРМАЦИИ ИЗМЕНЯЮТСЯ ПО СИНУСОИДЕ, ПРОХОДЯ В КАЖДОМ ЦИКЛЕ НУЛЕВОЕ ЗНАЧЕНИЕ; ОСЦИЛЛИРУЮЩЕЕ ДЕФОРМИРОВАНИЕ С БОЛЬШИМИ АМПЛИТУДАМИ. ПРИ ТАКОМ РЕЖИМЕ УДАЕТСЯ ОПРЕДЕЛИТЬ ВЛИЯНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ДЕФОРМАЦИИ НА СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ. ЭТО ПОЗВОЛИТ ОПРЕДЕЛИТЬ УСЛОВИЯ ПЕРЕХОДА ИЗ ОДНОГО ФИЗИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ В ДРУГОЕ (НАПРИМЕР, ИЗ ТЕКУЧЕГО В ВЫСОКОЭЛАСТИЧЕСКОЕ); НАЛОЖЕНИЕ МАЛО АМПЛИТУДНОГО НА НЕПРЕРЫВНОЕ ДЕФОРМИРОВАНИЕ. ЭТО ДАЕТ ВОЗМОЖНОСТЬ ОПРЕДЕЛИТЬ ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ СВОЙСТВ, КОТОРЫЕ ПРОИСХОДЯТ ПРИ ПЕРЕХОДЕ МАТЕРИАЛА ОТ ПОКОЯ К ЗАДАННОМУ РЕЖИМУ ДЕФОРМИРОВАНИЯ.

Спасибо за внимание!!! Волков Е. А