Несколько иначе происходит процесс изменения деформаций во времени у полимерных материалов при невысоком уровне напряжений. При мгновенной загрузке e0 = ee, но вид графика e(t) до времени t1 точно такой же, как и в условиях ползучести металлов. После мгновенной разгрузки происходит постепенное уменьшение деформации практически до нуля, т.е. наблюдается свойство последействия (ветвь 2 на рис. 8). Материалы, обладающие свойством последействия, называются наследственно-упругими или вязкоупругими.
Возможны условия существования последействия и ползучести одновременно и у металлов и у полимеров.
Для оценки продолжительности работы в условиях ползучести вводятся характеристики, называемые пределом длительной прочности и пределом ползучести. Под пределом длительной прочности понимается напряжение, при котором разрушается растянутый образец при данной температуре в течение определенного времени. Предел длительной прочности обозначается так: s500, s1000,…, где нижний индекс указывает продолжительность работы материала в часах. Под пределом ползучести понимается напряжение, при котором через определенный промежуток времени деформация ползучести при данной температуре получит заранее заданную величину. Предел ползучести обозначается так: s0,2/500, s1/1000,…, где числитель индекса указывает величину остаточной деформации в процентах, а знаменатель – длительность испытания в часах.
Прочностные характеристики материала в существенной мере зависят от характера внешней нагрузки. В условиях воздействия повторно-переменных нагрузок, в частности циклически изменяющихся во времени (в особенности знакопеременных) для многих материалов характерно явление хрупкого разрушения после некоторого числа циклов изменения напряжений. Это явление носит название усталостного разрушения. Для оценки сопротивляемости материала повторно-переменным нагрузкам вводится понятие предела выносливости (предела усталости). Под пределом выносливости понимается наибольшее напряжение, при котором материал не разрушается при любом числе циклов изменения нагрузки. Однако есть материалы, которые не способны выдержать неограниченное число циклов изменения нагрузки. К последним в частности относятся цветные металлы и закаленные до высокой твердости стали. Для таких материалов вводится понятие условного предела выносливости. За условный предел выносливости принимается наибольшее напряжение, при котором образец способен выдержать 108 циклов изменения напряжений. Предел выносливости при симметричном цикле изменения, напряжений обозначается так: s-1, t-1. Предел выносливости обычно на много ниже предела прочности.
Для оперативной оценки прочностных свойств материала в заготовке или изделии используется показатель твердости материала. Под твердостью понимается способность материала противодействовать механическому проникновению в него посторонних тел. Показатель твердости связан с показателями прочности и пластичности. В результате испытаний различных материалов для них составляются специальные таблицы, в которых приводятся результаты зависимости предела прочности от показателя твердости. Численные значения показателя твердости зависят от способа определения твердости. Наибольшее распространение получили способ Бринеля (HB) и способ Роквелла (HR).
На механические свойства материалов существенное влияние оказывают технология изготовления, окружающая среда и скорость нагружения. Так, например, повышение температуры приводит к уменьшению модуля нормальной упругости, предела текучести и предела прочности. Повышение скорости нагружения, повышая предел текучести до предела прочности, приводит пластический материал к хрупкому разрушению. В тоже время скорость нагружения практически не сказывается на величину модуля продольной упругости. Более подробно с влиянием различных факторов на механические свойства конструкционных материалов можно познакомиться по книге А.П. Филина [15].
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.