Динамическая вязкоупругость синтетических нитей в начальной стадии деформирования

• Автор: Горшков, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.19.01, 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 178 с. : ил.

ГЛАВА 1. СТАТИЧЕСКИЕ И ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЯЗКОУПРУГИХ СВОЙСТВ СИНТЕТИЧЕСКИХ НИТЕЙ

1.1. Статические методы

1.2. Динамические методы

1.2.1. Высокоскоростное растяжение

1.2.2. Динамические периодические воздействия

1.3. Свободные продольные колебания

1.3.1. Простейшая математическая модель динамических вязкоупругих свойств

1.3.2. Аномальные свободные колебания

1.4. Анализ особенностей колебательного движения

. 1.4.1. Свободные колебания при изменяющемся положении

равновесия и отрицательном трении

1.4.2. Колебания под действием повторяющихся импульсов
1.4.3. Системы с переменными коэффициентами
1.4.4. Колебания при нелинейных восстанавливающей силе и сопротивлении
ГЛАВА 2. ИЗМЕРЕНИЯ СВОБОДНЫХ ПРОДОЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ
2.1. Объекты исследования
2.2. Описание экспериментальной установки
2.3. Методика проведения измерений
2.4. Обработка результатов измерений

ГЛАВА 3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПОЯВЛЕНИЯ И ИСЧЕЗНОВЕНИЯ
АМПЛИТУ ДНО-МОДУ ЛИРОВАННЫХ КОЛЕБАНИЙ (АМК)
ЗЛ. Изучение влияния нагрузки и температуры на появление и
исчезновение АМК
3.2. Закономерности наблюдаемых АМК
3.3. Сравнение полученных характеристик с результатами статических и высокоскоростных измерений
3.4. Основные результаты главы 3
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И РАСЧЕТНЫЕ ПРОВЕРКИ
СТАБИЛЬНОСТИ ПОЯВЛЕНИЯ АМК
4.1. Изменения условий проведения эксперимента
4.2. Проверочные эксперименты
4.3. Основные результаты главы 4
ГЛАВА 5. ОБЪЯСНЕНИЕ НАБЛЮДАЕМЫХ АМК
5.1. Объяснение наблюдаемых АМК с учетом переменности параметров, входящих в уравнение свободных продольных колебаний синтетических нитей
5.2. Описание экспериментальных данных на основе обобщенной
теории переноса
5.3. Описание экспериментальных данных с помощью структурно-кинетической модели полимера
5.4. Спектральная интерпретация наблюдаемых АМК
5.5. Основные результаты главы 5
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

В последние годы успех той или иной; области народного хозяйства тесно связан с научно-техническим прогрессом, обусловленным внедрением в процесс производства новых технологий и научных открытий. Постоянное развитие легкой промышленности, авиационного и приборостроения, а также других отраслей промышленности, в которых непосредственным^ образом различные функции выполняют синтетические нити технического назначения, приводит к всестороннему изучению их физико-механических свойств. Широкий спектр использования и набор предъявляемых требований вызывает необходимость повышения, качества химических волокон с одной стороны и расширения их ассортимента с другой, без нарушения оптимального соотношения между двумя этими направлениями. В настоящее время из общего ассортимента синтетических волокон и нитей наиболее массовым видом остаются полиамидные. Ускоренно развиваются полиэфирн ые волокна.
Высокопрочные синтетические нити на основе полу- и жесткоцепных полимеров применяются в самолете-, ракете-, судо-, автомобилестроении, в военной технике, для изготовления трубопроводов, работающих под большим давлением, в сельскохозяйственном и дорожном машиностроении, шинной промышленности, в резинотехнических и канатно-веревочных изделиях, для пулезащитной и термозащитной одежды и во многих других областях. Широкий набор условий эксплуатации: и переработки, и, следовательно, требований к деформационным и прочностным свойствам синтетических нитей вызывает необходимость создания и развития глубоких методов их материаловедческой оценки и описания.
Актуальность работы обусловлена тем; что при решении разнообразных материаловедческих и технологических задач все время возрастает интерес к физико-механическим характеристикам; относящимся к механическим воздействиям, близким к условиям эксплуатации. При этом необходимость изучения механических свойств синтетических нитей в динамических режимах испытаний обусловлена тем, что в ряде случаев производства и: эксплуатации, синтетических

Параарамидные волокна типа СВМ и армос по сравнению с волокнами типа терлон отличаются менее жесткой структурой, но более высокими механическими свойствами.
Нити СВМ и армос имеют высокий модуль деформации, высокую прочность и являются высокотермостойкими в условиях длительной эксплуатации при температурах, до 250-270 °С. Переход от гетероциклического полимера (СВМ) к сополимеру (армос) позволил повысить прочность, сохранив упругие и термические характеристики. Основные механические характеристики синтетических нитей из ароматического полиамида на основе гетероциклических арамидов представлены в таблице 2.1. [110-113].
Таблица 2.1. Основные характеристики гетероциклических арамидных волокон
Показатели СВМ Армос
Состав Гетероциклический пара- Гетероциклический пара-
полиамид сополиамид
Прочность нити, ГПа 3-3,5 3,5
Модуль деформации:
-динамический, Гпа 140-150 140
-статический, Гпа 110 - 120 110
Новый технологический процесс производства нитей армос позволил придать волокнам еще более высокие механические свойства: по модулю упругости превзойти СВМ; а по прочности и разрушающему напряжению в микропластике -существенно превзойти как СВМ, так и терлон [110]. Прочность армирующих нитей армос на 30 % выше прочности нитей СВМ и на 50 % прочности других параарамидных нитей [106]. По разрывным характеристикам нити армос значительно превосходят зарубежные параарамидные волокна кевлар и тварон.
Принципы и процессы получения параарамидных волокон, существенно отличные от традиционных процессов получения химических волокон, рассмотрены в ряде литературных источников [105, 110, 114, 115].