Например, Бобцов

Эффект биений в одноосноориентированных полимерных материалах

Аннотация:

Предмет исследования. Исследованы упруго-релаксационные свойства одноосноориентированных полимерных материалов при динамическом режиме деформирования. Предложено теоретическое объяснение явления возникновения биений. Приведено экспериментальное подтверждение полученных теоретических результатов. Метод. Используя метод барьерной теории и применяя уравнение баланса числа переходов кластеров через энергетический барьер с учетом времени перехода, получено уточненное определяющее уравнение вязкоупругости полимерного материала. Экспериментальные исследования в динамическом режиме проведены методом свободных продольных малоамплитудных колебаний. Основные результаты. Для полимерного материала с учетом времени перехода кластера через энергетический барьер получено уточненное определяющее уравнение. Данное уравнение является дифференциальным уравнением второго порядка и допускает периодическое решение. Рассмотрено применение полученного уравнения к исследованию свободных продольных малоамплитудных колебаний в одноосноориентированных полимерных материалах. Показано, что решение уравнения допускает два близких комплексных корня, существование которых приводит к эффекту наблюдаемых биений. Получены соотношения между параметрами колебательного процесса и вязкоупругими характеристиками. Эксперимент показал, что у исследуемых полимерных материалов в определенном интервале нагрузок наблюдается сложная форма колебательного процесса, аналогичная явлению биений. Зависимость тангенса угла механических потерь, рассчитанного по основной частоте, от напряжения имеет острый максимум в интервале напряжений, где наблюдаются биения. По полученным теоретическим соотношениям и определенным экспериментально коэффициенту затухания и основной частоте определено время перехода кластера через энергетический барьер или время жизни кластера в данном энергетическом состоянии. Использование дополнительной информации, полученной в ходе экспериментов в статических режимах, позволило определить время релаксации для данного материала. Расчет на примере нити из полиэтилентерефталата показал, что теория согласуется с экспериментом. Практическая значимость. На основании экспериментальных данных, получаемых при исследовании свободных продольных колебаний, и решения уточненного определяющего уравнения можно определить необходимые вязкоупругие характеристики, что дает возможность прогнозировать динамические процессы деформирования в полимерных материалах.

Ключевые слова:

Постоянный URL

Статьи в номере

Содержание © 1993–2024 Университет ИТМО
Разработка © 2015 Университет ИТМО