Вязкоупругие характеристики

В зависимости от физического состояния, технологических свойств и других факторов все способы переработки пластмасс в детали наиболее целесообразно разбить на следующие основные группы: переработка в вязкотекучем состоянии (прессованием, литьем под давлением, выдавливанием и др.); переработка в высокоэластичном состоянии (пневмо- и вакуум-формовкой, штамповкой и др.); получение деталей из жидких пластмасс различными способами формообразования; переработка в твердом состоянии разделительной штамповкой и обработкой резанием; получение неразъемных соединений сваркой, склеиванием и др.; различные способы переработки (спекание, напыление и др.).

2. Способы формообразования детален в вязкотекучем состоянии ........................ 429

Аналогично установленная температура перехода высокоэластического состояния в вязкотекучее называется температурой текучести Гт. Так как в вязкотекучем состоянии становится возможным перемещение целых молекул по отношению друг к другу, температура текучести зависит от длины молекулы и тем больше, чем длиннее молекула или выше молекулярный вес этого вещества.

Согласно кинетическому уравнению плотность материала р на внешней поверхности уменьшается за счет термодеструкции, при этом соответственно уменьшается и g. В пределе р должно стремиться к нулю. На практике этого не наблюдается, что связано, вероятно, с резким уменьшением вязкости расплава термопластов с температурой р,= = К(Т)~п, где n=15-f-30, и заполнением пустот полимера, находящегося в вязкотекучем состоянии.

Многие термопластичные пластмассы не имеют отчетливо выраженной температуры плавления. При нагреве они постепенно переходят из пластического в вязкотекучее состояние. Процесс сварки обычно идет в узких температурных границах: выше температуры размягчения, но ниже температуры разложения пластмасс. Поэтому при любом виде сварки надо стремиться, чтобы в зоне сварки пластмасса не достигала жидкотекучего состояния. Обычно сварку производят при вязкотекучем состоянии с применением давления. Поскольку пластмассы малотеплопроводны, то при некоторых способах сварки только тонкий поверхностный слой достигает вязкотекучего состояния. Легче свариваются те термопластичные материалы, у которых более широкий диапазон температуры размягчения без резко выраженной точки плавления.

Сварка экструдированной присадкой. Метод основан на подаче в место сварки присадки, находящейся в вязкотекучем состоянии. Нагретый присадочный материал расплавляет кромки свариваемой пластмассы, которая прочно сваривается с экструдированной присадкой. Этот метод напоминает сварку нагретым воздухом

в вязкотекучем состоянии.

в которой смесь находится в вязкотекучем состоянии, обеспечивая

Для получения волокон углерода в качестве сырья используют органические волокна из вискозы (целлюлозные искусственные волокна) и полиакрилнитрила (поливиниловое синтетическое волокно), которые получают выдавливанием полимера в вязкотекучем состоянии через фильеры определенного размера. В качестве сырья используют также пеки из каменноугольной смолы или нефти.

Большинство пластмасс перерабатывают в детали в вязкотекучем состоянии способами прессования, литья, выдавливания.

2. Способы формообразования деталей в вязкотекучем состоянии............. 479

В отличие от дисперсии, которая вызывает перераспределение энергии в искаженном импульсе напряжений при сохранении энергии волны, рассеяние связано с энергетическими потерями. Потери энергии в задачах динамики композиционных материалов определяются по крайней мере четырьмя явлениями: 1) вязко-упругими ил_и неупругими эффектами в структурных компонентах; 2) рассеянием волн; 3) появлением микроразрушения; 4) трением между неполностью связанными компонентами. Важная для приложений задача о вязкоупругом демпфировании в слоистых балках и пластинах была рассмотрена, например, в работах Кервина [82] и Яна 1198], где исследовались трехслойные системы, состоящие из вязкоунругого слоя, заключенного между двумя жесткими упругими слоями. Теория вязкоупругого поведения слоистых композиционных материалов была разработана на основе теории смесей Гротом и Ахенбахом [67], Био [33], а также Бедфордом и Штерном [22, 23], Бедфордом 121]. В первых двух работах волновые явления не рассматривались, а Бедфорд и Стерн определили коэффициент рассеяния для волн, распространяющихся вдоль волокон, и выразили его через вязкоупругие характеристики материала.

Ж. Соотношения, связывающие вязкоупругие характеристики . . . 135

IV. Эффективные вязкоупругие характеристики..........150

В некоторых случаях можно предположить, что вязкоупругие характеристики описываются соотношениями, подобными соотношениям для ТПМ и ТСМ (см. разд. II, Г). В частности, Хал-пин [39] показал, что действие водяных паров (как один из примеров «агента набухания») в некоторых случаях обратимо и совершенно подобно действию температуры на ТПМ. Согласно

Ж. Соотношения, связывающие вязкоупругие характеристики

В литературе имеется значительная информация о точных и приближенных соотношениях, связывающих вязкоупругие характеристики (см., например, работы [29] и [125]). В ограниченном объеме настоящей главы невозможно воспроизвести все хотя бы наиболее типичные результаты, поэтому здесь речь пойдет только о некоторых соотношениях, которые потребуются в дальнейшем изложении. Более того, здесь достаточно будет использовать обозначения, принятые в изотермической вязкоупругости; если вязкоупругие характеристики стационарны, то связывающие их соотношения будут справедливы независимо от того, яв-.ляются или не являются эти характеристики функциями температуры. Температурные эффекты включаются в описание таким же образом, как это было сделано в разд. II, Е.

IV. Эффективные вязкоупругие характеристики

никем ранее не использовался. Бедфорд и Стерн [9], а также Стерн с соавторами [112] развили приближенные теории и применили их к слоистым и волокнистым композитам. Шоу и Багл [104] изучили двумерное распространение плоских гармонических волн в слоистой вязкоупругой среде, причем вязкоупругое решение получено из точного упругого решения при помощи принципа соответствия. Кроме того, следует отметить, что приближенное упругое решение Геррмана и Ахенбаха (см., например, [53]) в работе Грота и Ахенбаха [36] было обобщено на вязкоупругие слоистые композиты с анизотропными слоями и с малыми изменениями температуры, причем влияние изменений температуры на вязкоупругие характеристики не принималось во внимание.

— — — разорванными волокнами 63 Вязкоупругие материалы 105 Вязкоупругие характеристики 130

Эффективные вязкоупругие характеристики 150—161

ПРИЛОЖЕНИЕ VI. Эффективные вязкоупругие характеристики слоистого двухкомпонентиого композита . ....... 332