Закономерности разрушения и деформирования пенопластов при длительном нагруженни
В работах [11, 12] проводили исследования на разрушение и деформирование пенополистиролов в широком диапазоне нагрузок и температур. Авторами установлено, что пенополистиролы, как и другие полимерные материалы, подчиняется термофлуктуационной концепции разрушения и деформирования твёрдых тел. Полученные зависимости (рисунок 1.15) построенные по методике представленной в [5], в координатах LgT - а, LgT - 1/Т и U - а, при разрушении поперечным изгибом описываются уравнениями:
|
(1.11) |
|
1- |
|
R-T |
|
Л/ |
Для долговечности г = ттехр
|
.. 2,3.Д. Г г И»~ Л т/т "lg~ L~T/Tm Г, |
|
1 У |
|
(1.12) |
|
Прочности |
|
14 - |
|
1 2,3-R, х —+—^-------- Lg— L U0-yo тт |
|
(1.13) |
|
Т = Кр |
|
И термостойкости |
Где xm (период колебания кинетических единиц), Uo (энергия активации), у (структурно - механический фактор), Тт (предельная температура существования материала) - физические константы материала; ст - напряжение; Т - температура; R - универсальная газовая постоянная; т - время до разрушения (долговечность).
Зависимости, полученные при деформировании сжатием и построенные в тех же координатах по той же методике также представляют собой семейства прямых линий сходящихся в одну точку, при больших значениях напряжения (ст) и малых значениях долговечности lg(x) (образуют, так называемый, «прямой пучок» [5]). Уравнения, описывающие связь деформационной долговечности (0) с напряжением (ст) и температурой (Т) имеют вид[5]: для деформационной долговечности
|
Up —у 'О R-T |
|
(1.14) |
|
1-— Т К 1m J |
|
В = втехр |
Предела вынужденной эластичности
|
(1.15) |
|
А. =• |
... 2,3-R-T х в
И теплостойкости
|
В |
|
(1.16) |
|
■Lg |
-1
1 2,3-R
-Г + -
' |Л и,-у а ^ вт где 9т (период колебания сегмента в цепи), U0 (энергия активации перемещения сегмента из одного положения в другое), у (структурно - механическая константа, отражающая неравномерность распределения нагрузки по цепям полимера), Тт (предельная температура размягчения полимера) - физические константы материала; ст - напряжение; Т - температура; R - универ
сальная газовая постоянная; 0 - время деформирования (деформационная долговечность).
|
Таблица 1.5 - Значения констант для пенополистирола ПСБ-С марок М15 и М35 при различных величинах деформации сжатия
|
Авторами [11, 12] в ходе исследования были получены физические константы, представленные в таблицах 1.5 и 1.6, которые можно использовать для прогнозирования долговечности, прочности (предела вынужденной эластичности) и термостойкости (теплостойкости) в широком диапазоне нагрузок, температур и времени эксплуатации при разрушении поперечным изгибом (деформированием сжатием).
|
Таблица 1.6 - Значения физических констант полистирола и пенополистиролов при поперечном изгибе
|
