Предисловие Курс «Электротехническое материаловедение»

Вид материала

Документы

Содержание Диаграммы напряжение – деформация 2 характеризует вынужденно эластическую деформацию Порядок и методика выполнения работы Предел прочности при растяжении определяют по формуле

Подобный материал:

• Программа курса электротехническое материаловедение для направлений подготовки бакалавров, 255.8kb.
• Рабочая программа учебной дисциплины "электротехническое и конструкционное материаловедение", 191.74kb.
• Рабочей программы дисциплины Электротехническое и конструкционное материаловедение, 24.22kb.
• Методические указания и контрольные задания для студентов заочной формы обучения. Курс, 284.31kb.
• Лекция №1 Цели и задачи курса «Материаловедение», 28.4kb.
• Программа дисциплины "Материаловедение швейного производства" для специальности, 102.26kb.
• Курс лекций Барнаул 2001 удк 621. 385 Хмелев В. Н., Обложкина А. Д. Материаловедение, 1417.04kb.
• Материаловедение 1, 26.57kb.
• Курс Наименование дисциплины Название методички, 82.15kb.
• Дисциплина «Материаловедение» Лекция, 167.85kb.

Диаграммы напряжение – деформация

Кривая напряжение-деформация – это один из важных показателей механического поведения неметаллических материалов и ее следует рассматривать для таких материалов с точки зрения зависимости прочности от температуры и действия нагрузок во времени.

σ,МПа


На рис. 1 приведены типичные диаграммы зависимости деформации от растягивающего напряжения. Линия 1 характеризует практически линейную зависимость, присущую отвержденным сшитым полимерам с густосетчатой структурой, неорганическим стеклам и керамике, а также аморфным и кристаллическим полимерам ниже температуры хрупкости.


1


2


3


ε, %

Рис.1. Диаграммы зависимости

напряжение – деформация

Материал ведет себя как хрупкое твердое тело, разрушаясь при небольших (до нескольких процентов) относительных деформациях.

Кривая 2 характеризует вынужденно эластическую деформацию линей­ных аморфных термопластичных полимеров (полистирол, полиметил­метакрилат и др.) или «холодное течение» кристаллических полимеров (полиамиды, фторопласты и др.). Величина вынужденно эластической деформации может достигать десятков и сотен процентов, при этом происходит переход от хрупкого разрушения к квазипластическому, сопровождающемуся обычно резким ростом ударной вязкости. Растяжение полимера при температурах выше температуры хрупкости у многих полимеров происходит неоднородно по образцу, образуется локальное сужение (шейка), в котором материал сильно ориентирован. По мере растяжения шейка распространяется на весь образец.

Кривая 3 указывает на значительные деформации при любых самых малых напряжениях, которые присущи каучуку, резине и эластомерам (полиизобутилену и др.). Эти деформации на 3 - 4 порядка больше упругих, связаны с распрямлением скрученных в спирали клубки макромолекул и называются высокоэластическими.

Явления вынужденно эластической деформации, присущие только полимерным материалам, объясняются наличием длинных и гибких макромолекул и являются причиной их высокой деформируемости. Склонные к этим деформациям линейные полимеры (полиамиды, каучуки и др.) используются, в основном, в качестве амортизирующих материалов и добавок в термореактивные композиции с целью повышения их упругости.

Для однородных (ненаполненных) органических полимерных материалов с линейной и сетчатой структурой предел прочности и модуль упругости по сравнению с металлами весьма низки. Необходимый уровень механических свойств полимерных материалов можно получить путем введения в них различных добавок: наполнителей, пластификаторов, сшивающих агентов, структурообразователей и т.д. Наполнение волокнистыми материалами является наиболее эффективным способом получения высокомодульных (жестких) и высокопрочных материалов.

ПОРЯДОК И МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Физико-механические свойства электроизоляционных материалов (Табл. ) относятся к характеристикам, от которых зависят выходные параметры, надежность и долговечность электроизоляционных материалов. Механические испытания пластмасс различаются типом деформации (растяжение, сжатие, изгиб, сдвиг, кручение и т.д.) и режимом нагружения (динамический или статический).

Работа выполняется в следующей последовательности.

1. Определение прочности при растяжении
   

Прочность при растяжении (разрушающее напряжение при растяжении) характеризуется нагрузкой, при которой разрушается образец, отнесенной к площади начального поперечного сечения образца. Для испытания на растяжение используют образцы, имеющие форму двухсторонней лопатки, толщина которой равна толщине листа испытуемого материала. После замеров поперечного сечения и длины рабочего участка образца, он закрепляется в зажимах разрывной машины и растягивается с постоянно возрастающей силой Р. Одновременно фиксируется деформация образца до его разрушения.

Предел прочности при растяжении определяют по формуле:

σ_р = P/F₀ Па,


где P - наибольшая нагрузка, при которой произошел разрыв образца, Н;

F₀ – площадь поперечного сечения образца до испытания, м².

Величину относительного удлинения образца при разрыве в процентах к первоначальной длине образца определяют следующим образом


ε = ∆l/l₀·100%,


где ε - удлинение образца, %; ∆l - приращение длины; l₀ - первоначальная длина.

2. Определение прочности при сжатии.
   

Прочность при сжатии (разрушающее напряжение при сжатии) характеризуется напряжением при сжатии, соответствующем нагрузке , вызывающей разрушение образца. Метод заключается в следующем. Образец в форме прямоугольной призмы, прямого цилиндра или прямой трубки стандартных размеров помещается между двумя плитами, которые сближаются с постоянной скоростью. В момент разрушения фиксируется нагрузка, при которой это разрушение произошло.

Разрушающее напряжение при сжатии рассчитывают по формуле:

σ_сж = P/F₀ Па,


где P - наибольшая нагрузка, при которой произошло разрушение образца, Н;

F₀ – площадь поперечного сечения образца до испытания, м².


3. Испытание на ударный изгиб

(определение удельной ударной вязкости)