Определяне на механичната якост на твърди диелектрици - studopediya
С о т р е а б в Т -oznakomitsya метод за определяне на срока на механичната якост на прекъсване диелектрици например изолационни хартиена маса; анализират характеристиките на посочената комуникационна на дебелината и плътността на природен полимер (кабел и кондензатор хартия); изследва ефекта на суровината и характеристики на производствения цикъл на материала за своите якостни параметри.
При избора на твърд материал за производство на електрическа изолация или други електрически уреди трябва да попълнят разбиране не само електрическите свойства на диелектрика, но също така и широка гама от своите физически характеристики, по-специално механична якост.
Механична якост - собственост на тялото, характеризиращ се със способността да устои разпадане, причинени от механични сили. За количествена оценка на своите няколко функции, въведени. Една такава характеристика е стойността на стрес при какви условия настъпва разрушаване на пробата данни. Това количество се нарича якост на опън или скъсване стреса. Разрушаване стрес може да се определи при различни видове щам: опън, натиск, огъване и т.н. (съответно определят якостта на опън, натиск и други подобни). Механично стрес е съотношението на деформиране сила, приложена към образеца за изпитване, в областта на неговата форма на напречното сечение: # 963 = F / S.
Големината счупи стрес, освен материала зависи от температурата и времето на действие на деформиране силата, скоростта на деформация, размера и конфигурацията на материала на тестовата проба. Ето защо, когато се сравняват силата на различни материали за критичното напрежение на стойности, необходими за да се дефиницията на това количество при същите условия. Втората механична характеристика на материала е максимално щам, отглеждане на разликата във времето - максималната относителна деформация. Относително деформация е съотношението на количеството на деформация на първоначалната дължина от пробата, изразена в проценти: # 916; л / l0. Този параметър зависи от вида и щам скоростта, температурата и структурата на материала.
При изпитване на опън материали (или компресия) се осъществява изграждане деформация крива, представляваща зависимост от натоварването на относителна деформация (Фигура 22).
Фигура 22. опростена механична деформация крива Solid
Деформацията крива има няколко конкретни области:
1. Uchastokuprugoy деформация. на която има обратима деформация на материала, увеличаване на линейно под действието на външното натоварване и подчинявайки закон на Хук;
2. Uchastokplasticheskoy деформация (или поток), в които под действието на леко увеличение на щам настъпва забележимо големина пластмаса (необратимо) деформация стойност стрес при което част на потока се нарича пластичност граница на материала (SPL);
3. Парцел PreScission деформация, последвано от разрушаване на материала цялост. максималното напрежение стойност на пробата при което настъпва разкъсване се по якост на опън (SPR).
Кривата на форма и конкретна форма деформация се определя от механичните свойства на различни материали. Тъй наклон наклон еластична деформация част (1) зависи от еластични стойности модул (модул на Янг). Колкото по-голям модул, толкова по напрежение е необходимо да се създаде материал за постигане на същите стойности на деформации. Материали в която високи механични напрежения предизвикват лека еластична деформация се нарича твърди. Примери за твърди материали могат да служат като кристалната структура на вещества - метали, стъкло, керамика, някои видове полимери и dr.Naoborot ако малки напрежения предизвикват значителна степен на деформация на пробата, като еластичен материал. и когато удължение достигне много високи стойности (до няколко пъти) - високоеластична (Фигура 23).
Фигура 23. Щам криви за твърд (1), еластична (2) и еластомерен (3) Материал
В твърд пластмасов материал деформация част (2) или е слабо изразена или отсъства (за чупливи материали). Материали, в които има значителна пластична деформация, когато няма големи механични натоварвания, наречени ковък (или мека). Такива материали включват аморфната структура на веществото: е някои метали (олово и т.н.), Много полимери. фрактура част (3) има структурна прегрупиране на материала при изключително високи механични натоварвания, може да настъпи дори има втвърдяване материал.
Механичните свойства на твърди органични диелектрици (особено полимери) се определя от химичната природа на молекулите на веществото, силата на химически връзки в своята сила и междумолекулно взаимодействие на молекули с всеки друг. При скъсване на твърди полимери, относителната деформация е по-малко от процента и гума по време на развитието на деформации в полимера гъвкавата верига - до няколко стотин процента. целулозни макромолекули са poluzhestkotsepnym.
За да се направи оценка на якостта на опън на теоретичната якост на материала, изчислена. Механичната якост на полимера, определено експериментално като напрежение, което води до унищожаване на пробата, много пъти по-малки от теоретичната му граница. Тази разлика се дължи на присъствието в полимерната структура на реални дефекти, свързани с материалното производство технологии и дефекти появилия се в резултат на производство и изпитвания образец по време на самото изпитване. повърхностни дефекти се срещат най-често в подготовката на пробите. Те са най-опасни. Причината за намаляване на силата на проба не е, че дефектът намалява неговата действителна напречно сечение (дефект обикновено неизмеримо малък в сравнение с дебелината на пробата), и с това, че горната част на дефекта концентрира допълнителна вътрешна пренапрежение. Дефектът е по-остър връх, по-голяма концентрация на напрежения. В този случай, под влияние на излишък стрес дефект е в състояние да расте в резултат на разкъсване на междумолекулни връзки.
Фини схемата, по-малка повърхностна площ, следователно, по-малко вероятността за намиране на дефект в него. Ето защо, по-голяма от стрес за дебели проби трябва да се прекъсне тънки проби. Въпреки това, в тънки проби разширяване разпространение крива (разсейване) якостни стойности. Това се дължи на факта, че дори малки дефекти в тънък пробата може да бъде по-опасно, отколкото в големите и значително намаляване на неговата сила.
Деформирайки пробата, ние преценяваме, за да го механична енергия, която се съхранява в материала, както еластична енергия. Ако тази енергия е достатъчна, за да се прекъсне проба, а след това най-опасните микро-дефекти започват да се появяват пукнатини, които след това се разширява, разделянето на пробата на части. Това е основната, или, както се казва, основната пукнатина.
В процеса на енергия растеж пукнатина съхранява в извадката, прекарано в две посоки. На първо място, той отива при формирането на ново повърхност. На второ място, изразходваната енергия се движат различните процеси на структурните елементи на движението за пукнатина път. Движението на структурните елементи причинява загуба на енергия в резултат на вътрешно триене и да го премести в топлина. Най-простият случай е унищожаването на пълната липса на загуба на енергия, когато всички акумулираната енергия на пробата отива до формирането на ново повърхност.
Теорията за унищожаване на материали, в които енергията на фрактурата е само формирането на нова повърхност се нарича теория на Грифит. Известно е, че най-малко щам, което води до унищожаване наблюдава в полимера, когато той преминава от стъкловидно трошлива състояние. В това състояние, движението на структурни елементи са най-малкото, и следователно, минималната разсейване на енергия и под формата на топлина. Поради това, теорията на Грифит често се нарича теория на крехко разрушаване.
В съответствие с теорията на сила крехко разрушаване на опън
напрежение (компресиране) може да бъде изчислена като:
където # 945; - специфичната енергия на повърхността, която се наблюдава при скъсване;
E - модул на еластичност (модул на Янг); l0 - дължина microdefect.
Тази формула описва правилно броя на модели, по-специално влиянието на дълбочината на дефект (или специално направена разреза) за трайност.
Сложна супрамолекулярни структура на органични полимери води до съществуването на microdefects различна тежест, които са случайно разпределени върху обема на материала. По този начин, различни материали, характеризиращи се с различни механизми на образуване на пукнатини.