Особенности свойств резин как конструкционного материала
Реферат - Экономика
Другие рефераты по предмету Экономика
растяжение.
Разрушение резин в высокоэластическом состоянии процесс образования новой поверхности начинается с возникновения очагов разрушения в местах сосредоточения наиболее опасных дефектов и разрастания надрывов, являющихся аналогами трещин в хрупких материалах. Этот процесс протекает в две стадии. Первая протекает медленно и сопровождается формированием шероховатой или матовой поверхности, вторая быстрая, завершающая, приводит к возникновению гладкой зеркальной поверхности. Повышение температуры, уменьшение нагрузки на образец и скорости деформации замедляют разрастание дефектов.
Высокоэластическому разрыву предшествуют большие обратимые деформации, приводящие к эффекту упрочнения или тяжеобразования. Этот эффект обнаруживается в наиболее явном виде при разрыве.
Основными показателями прочности при статическом разрушения являются:
Прочность при растяжении напряжение, соответствующее моменту полного разрушению образца ?р ;
Относительное удлинение при разрыве ?р;
Сопротивление раздиру В;
Удельная работа разрушения Ар.
Наиболее широкое применение находят первые три характеристики, причем различают условные и истинные показатели прочности.
Условные значения прочности и напряжений рассчитывают на первоначальное сечении е образца, которое в процессе растяжения изменяется в строгом соответствии со степенью деформации, т.е. в значительной степени. Поэтому истинные значения прочности и напряжений, отвечающие фактическому сечению, получают расчетным путем, принимая условно сохранение постоянства объема в процессе деформации.
Сопротивление раздиру показатель, характеризующий прочность резин в условиях концентрации напряжения, которое может создаваться нанесением надрезов, изменением формы образца (или и тем, и другим), и определяемый способностью резин к ориентационному упрочнению.
Прочностные показатели зависят от условий испытания (скорости, температуры, типа образца), а также от состава и технологии изготовления резины.
При увеличении скорости растяжения прочность резин возрастает. Этот процесс зависит от типа резин. Так, при испытании ненаполненных резин на основе некристаллизующихся каучуков происходит возрастание прочности увеличением скорости, а при испытании резин на основе кристаллизующихся каучуков прочность изменяется по достаточно сложной зависимости; для наполненных резин после первоначального увеличения характерно уменьшение прочности с возможным наибольшим последующим ее возрастанием.
При повышении температуры прочность при растяжении, как правило, снижается, а относительное удлинения и работа разрушения изменяются по кривой с экстремумом. Положение экстремума определяется природой полимера. Зависимость между разрушающим напряжением при растяжении ?р и температурой Т формально описывается уравнением
U/RT
? р = ?0е
где ?0 константа; U энергия активации процесса разрушения; R универсальная газовая постоянная; Т абсолютная температура.
Полученные экспериментальным путем значения U соответствуют значениям энергии межмолекулярного взаимодействия; следовательно, при повышении температуры прочность межмолекулярных связей уменьшается. Прочность образцов, полученных из одного и того же исходного материала в одном и том же технологическом процессе, зависит от формы и размеров образцов (масштабный фактор). Прочностные показатели возрастают с уменьшением объема образцов. Так для резин на основе СКС 30 прочность удваивается при уменьшении толщины от 2,5 до 0,5 мм; при этом возрастает наиболее резко в области малых толщин.
При варьировании ширины и длины рабочей части образцов обнаруживаются подобные, но менее отчетливо выраженные закономерности. При уменьшении длины в ряде случаев наблюдается снижение прочности. Это объясняется тем, что при небольшой длине рабочего участка образцов сильно возрастает неоднородность деформации вследствии большого влияния зажимов, создающих концентрацию напряжения.
Рассмотрение влияния разных факторов на прочностные свойства резин показывает, что определяемые в стандартных условиях показатели не могут быть служить абсолютными характеристиками их свойств, тем более, что в процессе эксплуатации резиновые изделия не испытывают тех предельных нагрузок и деформаций, которые используют при испытания резин. Поэтому стандартные показатели прочности резин при растяжении могут выступать только как относительные характеристики для сравнительной оценки различных резин и их качества. Однако в ряде случаев наблюдается корреляция между некоторыми эксплуатационными свойствами и стандартными показателями прочности. Возможно, показатели прочности при растяжении отражают какие-то особенности структуры резин, связанные с их поведением в условиях малой деформаций и напряжений, имеющих место при эксплуатации.
Испытания на сопратевления раздиру позволяют судить о стойкости резины к разрушению при нарушении ее целостности. Этот показатель оказывается более чувствительным к изменению рецептурно технологических факторов, чем прочность при растяжении.
Локальный микрообъем, в котором должно произойти разрушение при испытаний на сопратевление раздиру , определяют заранее, создавая условия, при которых напряжения концентрируются в определенном месте. Это достигается искусственно путем изготовления обра?/p>