архитектура и строительство

Механические характеристики пластмасс

Механические характеристики изделия из пластмасс зависят от большого числа факторов, к которым относятся время, уровни напряжения или деформации, а также такие характеристики окружающей среды, как температура и влажность воздуха (для гигроскопичных полимеров). Набор кратковременных зависимостей напряжения от деформации, показывает, что при более высоких скоростях деформирования пластмассы становятся более жесткими и хрупкими. При низких скоростях деформирования полимерные материалы в большей степени проявляют такие свойства, как упругость или пластичность, что связано с вязкостными эффектами. Подобным эффектам следует уделять особое внимание в тех случаях, когда изделие испытывает нагрузки в течение продолжительного периода времени (то есть статические нагрузки). Ситуация, в которой изделия из пластмассы непрерывно подвергаются длительным нагрузкам (возникающим в процессе эксплуатации и/или из-за собственного веса изделия), довольно типична. В таких случаях в изделии возникает как упругая деформация в начальный момент времени из-за приложенной нагрузки, так и деформация, увеличивающаяся во времени из-за вязкостных свойств материала (то есть ползучесть). Кроме того, при продолжительной эксплуатации следует отдельно учитывать изменение свойств материала, связанное с его старением.

Чтобы сконструировать изделия, которые будут подвергаться нагрузкам в течение продолжительного периода времени, конструкторы должны получить и использовать данные о ползучести. В результате опасность разрушения изделий и существенного изменения их формы в течение срока эксплуатации (срок службы должен быть указан в процессе начальной стадии проектирования, поскольку деформации, связанные с ползучестью, зависят от времени) сводится к минимуму. Данные о текучести, которые используются в проектировании, должны соответствовать тип} напряжений или условиям окружающей среды, в которой изделия находятся в процессе эксплуатации.

К сожалению, величину эксплуатационной нагрузки, ее длительность и условия окружающей среды бывает трудно предсказать на долгий период времени. Может оказаться трудным найти данные тестирования, точно коррелирующие с конкретными условиями эксплуатации, особенно когда нагрузки носят прерывистый характер, и требуется учитывать периодическое восстановление материала в момент разгрузки. Из-за этого возникают трудности, связанные с точной оценкой эксплуатационных характеристик изделия из пластмассы, в котором происходит ползучесть. В ряде случаев в целях безопасности лучше предположить наличие непрерывной нагрузки при максимальной ожидаемой рабочей температуре. Ползучесть пластмассы часто анализируют с помощью модели, сочетающую пружину (упругий элемент) и поршень (вязкий элемент). Четырех-элементная модель, показанная на рисунке, представляет собой сочетание элементов Максвелла и Фойгта-Кельвина. При приложении к поршню растягивающего усилия упругий элемент мгновенно растягивается, что приводит к возникновению мгновенной упругой деформации обратно пропорциональной жесткости пружины и прямо пропорциональной величине нагрузки (это приводит к накоплению энергии).

На первом этапе процесс ползучести связывается с уменьшением ее скорости во времени, и этот процесс частично обратим. Ползучесть на втором этапе происходит с постоянной скоростью, а на третьем этапе перед разрушением наблюдается возрастание скорости ползучести. Скорость ползучести зависит от материала, напряжения и температуры, так же, как и значения разрушающей деформации при ползучести. Здесь следует заметить, что разрушение (или течение) будет происходить при значениях напряжения ниже соответствующих значений разрушающих напряжений, полученных при проведении кратковременных испытаний.


Уход за пластиковыми окнамиВсё активнее и активнее растут объёмы продаж пластиковых окон. И...
Куб бетона: цена вопросаНадежный поставщик успешно справляется с намеченными целями и предлагает своим...
Разновидности бытовокБытовка является многофункциональным компактным зданием, предназначенным для решения многих хозяйственных...
Транспортировка строительных грузовВ процессе строительства невозможно обойтись без использования транспорта. Материалы на...
Новые подходы к выбору подходящего постельного бельяХорошее постельное белье способно привнести в спальню романтичное настроение, экстравагантность,...