Разработка методов оценки деформируемости арамидных нитей

• Автор: Тер-Микаэлян, Павел Юрьевич
• Шифр специальности: 05.19.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 211 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1 Л. Некоторые механические свойства и характеристики волокон и нитей
1.2. Структура высокопрочных и высокомодульных волокон и нитей
1.3 Аналитическое описание деформационных свойств волокон и нитей в области неразрушающего действия механических сил
1.4. Практические и теоретические аспекты настоящей работы и ее задачи..42 ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКИ НИТЕЙ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Некоторые характеристики исследованных нитей
2.2. Механические испытания нитей и методика приготовления образцов для
исследования нитей с применением ИК спектроскопии
ГЛАВА 3. НЕКОТОРЫЕ ВЯЗКОУПРГИЕ СВОЙСТВА НИТЕЙ ИЗ ЖЕСКОЦЕПНЫХ И СРЕДНЕ - ЖЕСТКОЦЕПНЫХ ПОЛИМЕРОВ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ НАГРУЖЕНИЯ
3.1. Деформация нитей из жесткоцепных и средне-жесткоцепных полимеров при постоянной скорости растяжения
3.2. Релаксация напряжения в нитях из жесткоцепных полимеров
3.3. Аналитическое описание релаксации напряжения в нитях из жескоцеп-ных полимеров
3.4. Ползучесть нитей из жесткоцепных полимеров и анализ полученных результатов
3.5. Применение принципа температурно-временной аналогии и гипотезы о подобии изохронных кривых ползучести для описания ползучести арамид-ных нитей
3.5.1. Применение температурно-временной аналогии для описания ползучести нитей из жесткоцепных полимеров
3.5.2. Применение гипотезы о подобии изохронных кривых ползучести для
описания ползучести нитей из средне-жесткоцепных полимеров
Выводы к главе

ГЛАВА 4. ИЗМЕНЕНИЕ УПРУГИХ И ВЯЗКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НИТЕЙ ИЗ ЖЕСТКОЦЕПНЫХ ПОЛИМЕРОВ В ПРОЦЕССЕ ИХ ДЕФОРМАЦИИ И ИХ СТРУКТУРНАЯ ОБУСЛОВЛЕННОСТЬ
4.1. Влияние напряжения на изменение упругих и вязких характеристик нитей из жесткоцепных полимеров при их ползучести
4Л .1. Изменение упругих и вязких характеристик нитей в процессе ползучести
4Л .2. Зависимости изменения коэффициента вязкости модели при моделировании процесса деформации нити при ползучести
4.2. Оценки изменения упругих и вязких характеристик нити в процессе ее растяжения с постоянной скоростью по диаграммам растяжения
4.3. Механизмы роста модуля упругости нитей из жесткоцепных полимеров при их растяжении с постоянной скоростью деформации в изотермических
условиях
Выводы к главе
ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ И РЕКОМЕНДАЦИИ
5.1. Оценки релаксации напряжения в нитях из жесткоцепных полимеров по диаграммам растяжения, характеризующихся увеличением секущего модуля с ростом деформации
5.2. Оценки ползучести нитей из жесткоцепных полимеров по диаграммам растяжения, характеризующихся увеличением секущего модуля с ростом деформации
5.3. Прогнозирование диаграмм растяжения нити фенилон по кривым ползучести
Выводы к главе
РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ, ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ И РЕКОМЕНДАЦИИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Для целенаправленного получения нитей с определенными свойствами и изделий из нитей, большое значение имеет решение задач связанных с оценками и прогнозированием деформации нити при различных условиях испытаний, а также при условиях получения требуемого изделия. Для осуществления оценок и прогноза деформации нитей применяют теорию нелинейной вязкоупругости нитей, которая в настоящее время находится в стадии развития. Однако существующие теории не позволяют описать поведение нитей из жесткоцепных полимеров, характеризующихся изменением упругих и вязких характеристик нити в процессе деформации. Что касается вопросов связанных с методами описания и прогнозирования нитей из жесткоцепных полимеров при различных режимах деформации с учетом изменения упругих и вязких характеристик, то они практически не рассмотрены. Необходимость получения нитей из жесткоцепных полимеров с определенными свойствами и отсутствие методов описания и прогнозирования деформации нитей из жесткоцепных полимеров характеризующихся изменением их упругих и вязких характеристик в области неразрущающего действия внешних сил при деформации, определяет актуальность данной работы.
При разработке методов описания и прогнозирования изменения вязко-упргих свойств нитей первоочередной задачей является решение вопросов, связанных с разработкой моделей, в основе которых лежит изучение влияния напряжения, температуры, влажности и других воздействий на нить при различных режимах испытаний.
В настоящее время существуют различные теоретические и модельные подходы для описания вязкоупругих свойств нитей. Примерами могут быть механические модели, наследственные теории, математические модели и эмпирические подходы. В основе эмпирического подхода лежит метод описания семейства кривых нитей, полученных при одном режиме деформации, исключающий по своей сути переход от одного режима деформирования к другому.

званная ими “теория темпа реагирования” [12,14]. В основу этой теории положено представление о различии тепловых колебаний частиц макромолекул полимеров при отсутствии силового поля и при его наложении.
Рис. 1.3. Механические модели: а - Д. К. Максвелла; б - Кельвина - Фойгта; в - трехэлементная модель Г. Эйринга и др.; г - модель А; д - обобщенная модель Г. Н. Кукина и А. Н. Соловьева
Согласно теории Эйринга и др. [12,14] деформация обусловливается разностью числа перескоков сегментов в направлении действия силы и обратном ему. В своих исследованиях они использовали трехэлементную модель, изображенную на рис.1.3в и отображающую наличие у упругого тела особого вида вязкости (неньютоновской), проявляющейся после достижения упругой деформацией некоторого значения.
Модель, предложенную советскими учеными Я.И.Френкелем и Ю.И.Образцовым и американскими учеными (Т. Алфреем и другими), называют моделью А ( рис. 1.3,г). В ней три звена, каждое из которых соответствует одной из составляющих деформации. В первом звене пружина с модулем £, отвечает упругой составляющей; во втором — параллельно расположенные пружина с модулем Е2 и поршень в жидкой среде с коэффициентом