Совершенствование оценки механизма разрушения структуры бумаги и картона

• Автор: Носкова, Елена Сергеевна
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Архангельск
• Количество страниц: 130 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1Л. Основные теории, используемые для описания механического поведения бумаги
1.2. Элементы механики разрушения и характеристики трещиностойкости материалов
1.3. Критерии разрушения
1.4. Выводы по обзору литературы и постановка задачи эксперимента
2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1. Определение структурно-морфологических характеристик волокна с помощью анализатора Fiber Tester
2.2. Изготовление образцов и подготовка их к испытаниям
2.3. Определение показателей механической прочности
2.4. Определение межволоконных сил связи
2.5. Определение собственной прочности волокна
2.6. Получение и математическая обработка кривой зависимости «напряжение-деформация»
2.7. Определение вязкости разрушения волокнистого целлюлозно-бумажного материала
2.8. Статистическая обработка результатов исследований
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Исследование взаимосвязи различных характеристик вязкоупругости
и трещиностойкости бумаги и картона
3.1.1. Взаимосвязь J-интеграла и работы, затрачиваемой на деформирование и разрушение тарного картона

3.1.2. Взаимосвязь ./-интеграла, работы разрушения и сопротивления раздиранию бумаги для печати
3.2. Графоаналитический метод получения диаграммы механического состояния применительно к целлюлозно-бумажным материалам
3.3. Анализ механизмов разрушения бумаги и картона при одноосном статическом растяжении
3.3.1 Анализ различных механизмов разрушения бумаги и картона с трещиноподобными дефектами
3.3.2. Влияние вида, размера и места расположения дефектов на форму диаграммы механического состояния
3.4. Влияние параметров структуры и технологических факторов на механизм разрушения и трещиностойкость бумаги
3.4.1. Влияние анизотропии структуры
3.4.2. Влияние влажности
3.4.3. Влияние размола
3.4.4. Влияние упрочняющих добавок
3.4.5. Влияние многократной переработки волокна
4. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
КДМ - картоноделательная машина;
БДМ — бумагоделательная машина;
о - напряжение, МПа;
ор - разрушающее напряжение, МПа;
б - деформация, %;
вр - деформация разрушения, %;
Р — разрушающее усилие, Н;
Ь - разрывная длина, м;
Е - начальный модуль упругости, МПа;
5) — жесткость при растяжении, кН/м;
ТЕА - энергия, поглощаемая при растяжении образца до разрушения, Дж/м2;
Ар - работа разрушения, мДж;
Ау - работа в упругой зоне, затрачиваемая на деформирование образца до достижения предела упругости, мДж;
А3.у- работа затрачиваемая на деформирование в замедленно-упругой зоне, мДж; Ап - пластическая составляющая работы разрушения, мДж;
Ат - работа выполняемая в зоне предразрушения, мДж;
А]с - трещиностойкость, кДЖ/м;
.//ск - индекс трещиностойкости, кДж-м/кг;
КС - критический коэффициент интенсивности напряжений, МПа-мм0,5; -К - коэффициент интенсивности напряжений, МПа-мм0,5;
/д„ - когезионная способность (межволоконные силы связи) волокна, МПа;
/,и - собственная прочность волокна (ну левая разрывная длина), м;
/ - длина трещины; мм;
/кр - критический размер дефекта, мм;
Ь - ширина образца, мм;

Рисунок 1.15— Двухкритериальная дна- Рисунок 1.16- Рост коэффициентов интен-грамма механического состояния тела с сивности напряжений К с ростом
трещиной параметра на грузки Р
Критерии разрушения в двухпараметрической форме имеет вид:
К(а, l)/K,c + о(7>р = 1 (1.13)
Поскольку коэффициент К пропорционален напряжению а, то при постоянной длине трещины лучи, идущие от начала координат отражают рост К с ростом о. Причем с уменьшением длины трещины I уменьшается и наклон луча, вдоль которого происходит рост коэффициента К. При этом видно, что каждой длине трещины соответствует свой определенный луч, в то время как серии длин трещин соответствует веер определяющих лучей. В зависимости от того, какую ограничивающую линию пересекает тот или иной луч, имеем либо хрупкое, либо вязкое разрушение (рисунок 1.15).
При больших длинах трещины линии нагрузки пересекают горизонтальную линию прямоугольника Kjc и разрушение происходит хрупким образом. При коротких трещинах точка пересечения попадает на вертикальную сторону о и разрушение становится вязким, происходящим в условиях общей текучести.
Изложенная схема является до предела идеализированной и носит лишь иллюстрированный характер. На самом деле в реальных материалах всегда имеют место смешанные виды разрушения, и предельная поверхность изображается гладкой кривой (рисунок 1.16), не выходящей за пределы изображаемого на рисунке
1.15 прямоугольника.
Для тел конечных размеров справедлива формула:
К, = o-JtzIY(I), (1.15)
где о - разрушающее напряжение, МПа;