Разработка компьютерных технологий моделирования физико-механических свойств текстильных материалов сложного строения

• Автор: Макаров, Авинир Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.13.01, 05.19.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 498 с. : ил.

Глава 1. Кинетическая природа деформирования и разрушения. Составные компоненты деформации. Выводы по главе 1. Глава 2. Описание функции НАЛ и е свойства. Математические модели ФМС ТМСС, использующие функцию НАЛ. Алгоритм метода определения характеристик релаксации. Алгоритм метода определения характеристик ползучести. Метод определения характеристик релаксации и ползучести по согласованной обработке семейств релаксации и. Алгоритм метода согласованного определения характеристик
релаксации и ползучести. Определение характеристик релаксации и ползучести ТМСС по согласованной обработке семейств релаксации и ползучести . Глава 3. Решение уравнений нелинейнонаследственной вязкоупругости. Длительные процессы нелинейнонаследственной релаксации и их расчт. Длительные процессы нелинейнонаследственной ползучести и их расчт. Деформационновосстановительные процессы и их расчт. ЗЛО. Обратная релаксация и е расчт. Затем деформация протекает по конформационному механизму, сопровождающемуся уменьшением доли изогнутых участков и увеличением доли выпрямленных конформаций, что требует значительно меньших усилий, чем осевая деформация цепей.


При протекании релаксационных процессов в полимерах происходит увеличение конформационного набора макромолекул, некоторое снижение трехмерной упорядоченности и выделяется тепло. Поведение полимеров при нагружении и деформировании определяется исходной структурой и е изменением, включающим как обратимые, так и необратимые процессы, которые существенно зависят и от внешних условий температуры, продолжительности и величины действующих напряжений, воздействия внешних факторов. При малых нагрузках отклонение атомов от положения равновесия пропорционально действующей силе и величине соответствующего силового коэффициента. Изменение длин химических связей, валентных углов и небольшие угловые изменения в конфигурациях элементарных звеньев распространяются в виде волны упругой деформации со скоростью звука 4, 9. В силу сказанного, особую роль приобретает нахождение акус тического значения модуля Еак. Эластическая деформация связана с изменением конформаций макромолекул и изменением степени их асимметрии. Она может сопровождаться перемещением отдельных участков макромолекул друг относительно друга с перераспределением части межмолекулярных связей 7. Большие величины эластических деформаций связаны с сегментальной подвижностью макромолекул в аморфных участках и характерны только для полимеров с макромолекулами линейной структуры. Проявление эластических свойств полимеров зависит от многих структурных факторов, как на молекулярном, так и на надмолекулярном уровне. Конформационные изменения в молекулярной структуре происходят со скоростями, на много порядков меньшими, чем распространение упругого импульса, причем их скорость постепенно убывает во времени. Скорости конформационных переходов существенно зависят от температуры. В застеклованном состоянии они сравнительно невелики, но для значений температуры выше стеклования скорости резко возрастают. ТЛп иа, 1. Больцмана, Г абсолютная температура по Кельвину,
т0 с, та время запаздывания, иа убывающая энергия активации с начальным значением IIао 0 кдж моль. Пластическое деформирование связано с необратимым перемещением больших участков и макромолекул друг относительно друга. При этом происходит диссоциация межмолекулярных связей между функциональными группами элементарных звеньев соседних макромолекул и образование новых связей. Скорость необратимого перемещения макромолекул друг относительно друга в полимерах на несколько порядков меньше, чем изменения их конформаций при эластическом деформировании. Не температурная зависимость также определяется уравнением Аррениуса. Пластическая деформация аморфнокристаллических полимеров с малым межмолекулярным взаимодействием связана с продергиванием полимерных цепей и их групп в кристаллах. Аррениуса 6. При растяжении полимеров под действием . Ориентация кристаллитов в полимерах обычно достаточно высока, и поэтому ее увеличение при растяжении полимеров сравнительно невелико. В то же время ориентация макромолекул в аморфных участках при растяжении существенно возрастает 5. Деформирование кристаллических и аморфных участков структуры протекает поразному в связи с различием их структуры и распределением внешнего напряжения, зависящего от их расположения и относительной доли занимаемого объема. В кристаллических областях нагрузка, приходящаяся на макромолекулы, распределяется достаточно равномерно, и их деформирование определяется коллективным растяжением молекулярных цепей, включающем деформации химических связей, валентных углов и ограниченное вращение звеньев без конформационных переходов. Эти деформации в широком диапазоне нагрузок происходят упруго и при снятии внешней нагрузки полностью обратимы. В некоторых случаях происходят изменения в кристаллической структуре, связанные с появлением полиморфных модификаций 9. Иначе происходит деформация аморфных областей структуры. Изза разной длины цепей нагрузка распределяется по ним неравномерно, и деформация определяется только частью проходных макромолекул. Наиболее короткие цепи деформируются по механизму, сходному с рассмотренным выше.