Диссипативные процессы релаксационной природы в термопластах на примере ПММА

• Автор: Петрухин, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 138 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

ГЛАВА 1. ДИССИПАТИВНЫЕ ПРОЦЕССЫ И СПЕКТРЫ

ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ.

1.1. Подходы к определению внутреннего трения в системах различного агрегатного состояния

1.2. Природа и механизмы внутреннего трения как различные формы диссипации

1.3. Отличительные черты релаксационного внутреннего трения в полимерах

1.4. Модельные представления вязкоупругих свойств полимеров.

1.5. Аналитическое описание диссипативных явлений при релаксационных процессах

1.6. Связь диссипативных характеристики вязкоупругих свойств стеклообразующих систем

1.7. Спектры внутреннего трения и локальные диссипативные явления.

1.8. Заключение по главе 1.
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИССИПАТИВНЫХ
ЯВЛЕНИЙ И ВЫБОР ОБЪЕКТОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ
2.1. Анализ температурночастотных зависимостей диссипативных параметров
по спектрам внутреннего трения.
2.2. Устройства и установки для исследований.
2.2.1. Вынужденные нерезонансные
колебания
2.2.2. Свободные затухающие
колебания
2.3. Погрешности измерений и
обработка результатов
2.4. Заключение по главе 2
ГЛАВА 3. СПЕКТР ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ
ПОЛИМЕТИЛМЕТАКРИЛАТА.
3.1. Спектры внутреннего трения ПММА.
3.2. Физическая структура ПММА.
3.3. Вязкость и диссипативные процессы в ПММА
3.4. Температурночастотные зависимости диссипативных процессов в ПММА.
ГЛАВА 4. МОДЕЛЬНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ
ДИССИПАТИВНЫХ ЯВЛЕНИЙ В ПММА.
4.1. Отличия релаксационного поведения вязкоупругих и упруговязких систем.
4.2. Влияние нерелаксирующей компоненты напряжения на параметры релаксационного процесса в системе.
4.3. Числа Деборы и спектры внутреннего
трения ПММА
4.4. Модельное описание возрастающего фона внутреннего трения.
4.5. Описание спектра внутреннего трения моделью стандартного
линейного тела.
4.6. Описание спектра внутреннего трения с позиций дискретного строения полимерных
систем обобщенная модель
4.7. Заключение по главе 4
ГЛАВА 5 МОДИФИЦИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПММА МЕТОДОМ
ОРИЕНТАЦИОННОЙ ВЫТЯЖКИ.
ОБЩЕЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Первая попытка внести ясность в понятие внутреннего трения и его отличия от внешнего трения, по-видимому, предпринята в работе [1. Согласно выводам автора этой работы трение называется внутренним, если оно сопутствует и противодействует относительному перемещению частей одного и того же жидкого или газообразного тела. Внешнее трение, в отличие от внутреннего, характеризует процесс преобразования энергии только на поверхности раздела двух макроскопических тел в процессе скольжения их относительно этой поверхности. И в том и другом случае трение изучалось с позиции сплошного макроскопического тела с непрерывным распределением вещества и физических характеристик состояния этого вещества. Внутреннее трение, также как и внешнее, связывалось с процессом превращения механической формы энергии в тепловую. Это превращение, в случае внутреннего трения, происходит во всех точках некоторого объема. В этом приближении, внутреннее трение может характеризовать процесс преобразования энергии и в объектах малой толщины, например в смазках. С позиций автора работы [1. Ньютона. Таким образом, внутреннее трение отождествлялось с вязкостью системы, как сплошного тела. У неподвижной плоскости X при координате У=0 (рис. У=0. По мере удаления слоев жидкости по координате У от неподвижной плоскости X, скорость течения жидкости возрастает, т. У, т. У|-Г(У). Так как скорость является векторной величиной, зависящей от скалярной величины (координаты У), то течение жидкости характеризуется векторным полем скоростей слоев жидкости и градиентом скорости, т. У. Выберем внутри потока жидкости плоский элемент поверхностного слоя параллельного неподвижной ограничивающей плоскости X. Площадь этого элемента равна Б (рис. Наличие градиента скорости течения слоя жидкости по координате У приводит к тому, что скорость течения слоя жидкости, лежащего выше площадки 8, будет выше, чем скорость слоя, лежащего ниже площадки 8. В случае реальной жидкости наличие разности скоростей течения движущихся слоев, приводит к появлению трения, возникающего между слоями жидкости. Рис. Модельное двумерное представление течения вязкой жидкости. Если огибающая векторного поля скоростей течения всех слоев жидкости может быть представлена в виде прямой линии (линия ОВ, рис. L/hn = Vn *t/h* (1*1. VJ = [с”1). Из рис. VV = V,/h, ( i =l;2;3. Учитывая, что интервал времени наблюдения за всеми слоями жидкости одинаков, те. С, то из соотношений (1. CVV или VV = tga/C (1*3. Связь СИЛЫ трения Ftp, возникающей между слоями текущей жидкости и градиентом скоростей течения VV определяется (как и в случае внешнего трения) через соответствующий коэффициент пропорциональности. L/t) *=iy W (1. Па-с). Количественно внутреннее трение в жидкостях и газах, согласно этим модельным представлениям, характеризуется коэффициентом динамической вязкости [1. Л' (1*5. Па). Для каждого i-того слоя жидкости соотношение (1. СУ» = rji*(Li/t) = rii'Vi (1. Так как, t = C, а Lj ~ tga*hj, то с учетом соотношения (1. Li = VVChi (1. В этом случае, из соотношения (1. Oi-'nrVV-hi (1. Fip. Si = ni-VV-hi-Si (1. Fip. Для слоя жидкости единичной толщины, т. Fip. ВЯЗКОСТИ 1-ТОГО слоя текущей жидкости пропорционален силе трения Ртр. УУ. Представленная модель (рис. У (рис. У, которое стремится замедлить движение слоя, движущегося с большей скоростью и ускорить движение слоя, движущегося с более медленной скоростью. Поэтому, чтобы сохранить прежний градиент скорости необходимо преодолеть эту силу. В твердых телах (как это следует из работы [1. Явления диссипации энергии при деформации твердых тел могли быть объяснены только на базе представлений релаксации и упругого последействия [1. Авторы работы [1. Для исследования различных систем ультразвуковыми методами используется понятие внутреннего трения применительно к твердым телам, а для жидкостей и газов предпочтительным является применение такого понятия как поглощение энергии звуковой волны [1. Таким образом, и в теории ультразвуковых исследований нет четкого обоснования применения понятия внутреннего трения.