Прочность получается

Внешние воздействия оказывают более существенное и сложное влияние на полимеры, чем на металлы. Так, при незначительном изменении температуры полимеры из стеклообразного состояния переходят в высокоэластическое и вязкотекучее и наоборот. Поэтому в связи с переходом основной части работы трения в тепловую энергию управление температурой в зоне контакта полимерных материалов представляет собой актуальную и трудную задачу. Влияние дефектов поверхности на прочность полимеров значительно сильнее, чем у ме-таллов. Это требует внимательного отношения к условиям контактного

Гуль В. Е., Прочность полимеров, М., «Химия», 1964.

Длительная прочность полимеров сгт может существенно отличаться от кратковременной прочности ар уже при сравнительно небольшой продолжительности действия напряжений. В качестве примера на рис. 2.19 показано изменение со временем прочности эластичного и жесткого полимерных покрытий. Из рис. 2.19 видно, что при действии напряжения в течение 200 ч длительная прочность составляет к 0,5 ар для жестких пленок и « (0,1—0,2) сгр для эластичных пленок. Поэтому выполнение условий (2.11) и (2.12) не может еще гарантировать длительной жизнеспособности пленок. Такая жизнеспособность может быть обеспечена лишь при выполнении следующих условий:

Аморфные П. при больших напряжениях имеют более сложные деформац. св-ва (см. Прочность полимеров), внешне сходные с деформац. св-вами кристаллич. П.

Прочностные свойства П. тесно связаны с их деформационными свойствами (см. Прочность полимеров, Усталость материалов, Прочности временная зависимость).

ПРЕДЕЛ ВЫНУЖДЕННОЙ ЭЛАСТИЧНОСТИ — величина напряжения 'в момент образования шейки в наиболее слабом месте при растяжении полимера (рис.). П. в. э. обозначается Ст;,- В кри-сталлич. полимерах (см. Прочность полимеров) возникновение

ПРОЧНОСТЬ ПОЛИМЕРОВ

ПРОЧНОСТЬ ПОЛИМЕРОВ — тесно связана с их деформационными св-вами, зависящими от строения и физич, состояния полимера. В различных физич. состояниях полимер испытывает разные виды деформации и разрушения и прочность его различна. Кристаллич. полимеры при малых деформациях ведут себя как твердые тела, при больших растяжениях претерпевают структурное превращение от исходной неориентированной фазы к ориентированной кристаллической, когда цепи в кристаллах расположены преимущественно вдоль оси растяжения. Структурное превращение сопровождается скачкообразным изменением длины образца при значении критич. силы FK , зависящей от темп-ры. При нагруже-нии на первой стадии происходит равномерное небольшое растяжение образца, затем скачкообразно возникает «шейка», к-рая при дальнейшем растяжении на второй стадии постепенно распространяется на весь образец. С уменьшением мол. веса прочность кристаллич. полимера падает и может стать меньше FKp, тогда полимер испытывает только хрупкий разрыв без фазового перехода. Большие деформации кристаллич. высокополимеров практически вплоть до разрыва — высокоэластические (см. Деформация высокоэластическая), т. к. связаны с изменением конфигурации и ориентации полимерных цепей и пачек. При испытании на разрыв кристаллич. полимеры дают температурную зависимость прочности, приведенную на рис. 1. При низких темп-рах j в области А В наблю- дается только хруп-кая прочность. Начи-™ ная с темп-ры ориентации 7'0р, при к-рой Рис. 1. Зависимость уже образуется шеи-прочности (напряже- Ка и материал приоб-ния) от темп-ры. ретает способность к ориентации, образец

ПРОЧНОСТЬ ПОЛИМЕРОВ

Конструкционные материалы, т. 3, Изд-во «Советская энциклопедия», 1965. Статьи: Полимеры (Федоренко Н. П. и Рахлин И. В.); Прочность полимеров; Термомеханическая кривая (Г. М. Бартенев).

3. Гуль В. Е. Прочность полимеров. М., «Химия». 1964.

Обработка на тонкопластинчатый перлит (тростит) с последующей деформацией носит название патентирования, о чем было сказано раньше. Для получения высоких механических свойств при патентировании следует применять большие степени деформации. Необходимо все же указать, что при патентировании с последующей большой деформацией (>95%[) в высокоуглеродистых сталях (1%С) достигается самая высокая прочность — 450 кгс/мм2 (почти треть теоретической прочности), которую удалось получить в промышленных изделиях. Такая высокая прочность получается лишь в тонкой проволоке.

Высушенные склеенные детали могут в случае необходимости подвергаться механической обработке, но без сильного нагревания и ударов. Механическая прочность карбиноль-ной склейки зависит в основном от следующих факторов: а) качества исходных материалов; б) точности обработки и качества склеиваемых поверхностей; наибольшая механическая прочность получается при склеивании поверхностей с равномерной шероховатостью после обработки сверлом, резцом, напильником, шлифовальным кругом, на пескоструйном аппарате; полированные поверхности дают меньшую прочность склеивания; в) степени обезжиривания склеиваемых поверхностей; поверхности, загрязнённые или покрытые маслом и эмульсией, не склеиваются; чем чище и суше склеиваемые поверхности, тем выше механическая прочность карбиноль-ной склейки; г) температурного режима сушки склеенных изделий; при температуре 15—20° С требуется длительный срок сушки; при температуре сушки выше 40° С процесс полимеризации ускоряется с некоторым снижением механической прочности склеивания, поэтому наилучшей температурой для сушки считается

В частности, при сопоставлении результатов испытаний и расчетных данных для труб из разных сталей с различным отношением наружного диаметра к внутреннему (рис. 7-1,(5) лучшее совпадение между экспериментом и расчетом на прочность получается по теории максимальных касательных напряжений (кривая 2). Это послужило одной из основных причин, обусловивших выбор методики расчета труб в Нормах по теории максимальных касательных напряжений.

Масштабный фактор в полной мере проявляется на деталях из стали как при растяжении, так и при изгибе, причем при изгибе прочность получается более высокой, чем при растяжении. Объясняется это тем, что при изгибе объем сопротивляющейся массы металла при одинаковых напряжениях будет значительно меньше, чем при растяжении; при кручении хрупкое разрушение также наступает при больших напряжениях, чем при растяжении. Изменение размера образца, в свою очередь, существенно влияет на механические характеристики пластичных сталей (табл. 3.3). Как следует из таблицы, наиболее сильно размер образца влияет на предел пропорциональности и в некоторых случаях при увеличении диаметра образца от 5 до 40 мм падает более чем на 25%. Масштабный фактор проявляется и при хрупком разрушении в коррозионной среде. Так, с уменьшением поверхности прочность образца при погружении в коррозионную среду увеличивается.

На пределе длительной прочности при одном и том же химическом составе сказывается способ производства стали и способ раскисления. Сталь, полученная в электропечах, лучше мартеновской стали. Легированную сталь получают только спокойной. Но углеродистая сталь может быть полуспокойной и кипящей. Лучшая длительная прочность получается у спокойной стал», затем у полуспокойной. Наихудшая длительная прочность у кипящей стали.

Обработка на тонкопластинчатый перлит (тростит) с последующей деформацией носит название патентирования, о чем было сказано раньше. Для получения высоких механических свойств при патентировании следует применять большие степени деформации. Необходимо все же указать, что при патентировании с последующей большой деформацией (>95%[) в высокоуглеродистых сталях (1% С) достигается самая высокая прочность — 450 кгс/мм2 (почти треть теоретической прочности), которую удалось получить в промышленных изделиях. Такая высокая прочность получается лишь в тонкой проволоке.

Сила распрессовки превышает силу запрессовки на 10... 15 %. На эти силы значительно влияет угол фаски запрессовываемой детали -наименьшие силы получаются при угле фаски у = 10°. При увеличении угла фаски силы запрессовки возрастают, а силы распрессовки уменьшаются. Для уменьшения силы запрессовки и повышения прочности соединения применяют смазочный материал (растительное или индустриальное масло). Скорость запрессовки не превышает 5...7 м/с. Наибольшая прочность получается при малых скоростях (до 3 м/с). При запрессовке с вибрационно-импульсным воздействием по сравнению с обычным способом запрессовки прочность соединения увеличивается, особенно при большой шероховатости поверхностей сопряжения.

Эти результаты наводят на мысль о том, что присутствие остаточных напряжений и трудности полного устранения дефектов на краях образца являются причинами меньшей усталостной прочности больших образцов из листов. Наименьшая прочность получается, вероятно, тогда, когда материал обладает высоким условным пределом текучести, так как в этом случае мала вероятность сглаживания напряжений, вызванного текучестью. Следовательно,^аналитические методы оценки усталостной прочности больших листовых образцов должны применяться с предельной осторожностью и необходимо брать большой запас прочности. В таких случаях более удовлетворительным является выполнение экспериментальных исследований в условиях, характерных для проводимого расчета.

Усталостные испытания показывают сравнительно малое влияние изгиба болта (см. разд. 9.5). Для очень толстых ушков. рекомендуется применять болты большого диаметра; как показал Макконэлл, в его неопубликованной экспериментальной работе, выполненной методом фотоупругости, оптимальная прочность получается при отношении диаметра болта к ширине ушка dfD, равном приблизительно 0,6.

Ненагруженные болты с тугой посадкой. Автором методами фотоупругости было исследовано распределение напряжений в пластинке, работающей на 'растяжение и содержащей ненагруженную шпильку на тугой посадке. Результаты показаны на рис. 10.17. Исследование показало, ;что в общем наибольшая усталостная прочность получается, если все отверстия заполнены с большим натягом болтами, шпильками, заклепками или пыжами. Отдельные особенности, интересные с точки зрения выносливости, резюмируются ниже.

Для однорядного соединения внахлестку наибольшая усталостная прочность получается, если отношение диаметра.заклепки к толщине листа d/t = 3 или более и отношение шага заклепок к диаметру с/с? = 3 или менее. Таким образом, наибольшая усталостная прочность соответствует часто поставленным заклепкам большого диаметра. Это требование может входить в противоречие с условиями .статики. Приходится принимать компромиссное решение.

Исключение из 'вышеуказанного правила передачи нагрузки получено с зажимными соединениями, где фактически ,вся нагрузка передается вдоль линии, соответствующей концу наружных полос (см. рис. 110.13). В данном случае высокая прочность получается потому, что коррозия трения и местные концентрации напряжений ослабляются вследствие сильного сжатия и применения желобков, снимающих напряжение.