Большая техническая энциклопедия
1 2 3 4 6
C J W Z
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
ХА ХВ ХИ ХЛ ХО ХР ХУ ХЬ ХЭ

Халпин

 
Халпин и Пагано [64 ] выявили некоторые необычные свойства перекрестно-армированных углепластиков, связанные с отрицательными значениями коэффициента линейного расширения углеродных волокон в продольном направлении. В работе Дьюба и Као [57 ] представлено теоретическое и экспериментальное исследования осесимметричного изгиба круглой пластины из двух различных изотропных слоев, используемой в качестве чувствительного элемента для определения степени влажности.
Халпин и Сяо показали [22 - 24], что уравнение Кернера и другие аналогичные уравнения для модуля упругости композиций могут быть представлены в весьма общей форме.
Халпин [13] указал, что если для описания экспериментальных данных оказывается применимым общее соотношение ( 2), то функция / ( e) может быть отождествлена с любым выражением, предложенным для описания термодинамически равновесной зависимости напряжений от деформаций, так как выполнение уравнения ( 2) означает, что функция / ( e) правильно описывает экспериментальные данные и при очень длительной деформации. Халпин также показал, что зависимости напряжений от деформаций, полученные при динамических испытаниях каучуков, могут описываться функцией, вытекающей из кинетической теории высокоэластичности.
Огибающие разрывов для образцов бутадиен-стирольного каучука, содержащих различное количество усиливающей углеродной сажи HAF ( в масс, ч.. О - 0. X - 15. П - 30.| Обобщенные кривые долго-вечности образцов бутадиен-стирольного каучука, содержащих различное количе-ство усиливающей углеродной сажи HAF ( в масс, ч.. 1 - й. 2 - 15. 3 - 30. Халпин и Бики исследовали также долговечность наполненных эластомеров. При приложении постоянной нагрузки образец разрушается через определенный промежуток времени.
Халпин [13] предложил аналитический подход для описания процесса накопления повреждений в слоистых композитах.
Халпин и Бики приписывают возрастание усиления процессам, увеличивающим временной интервал вязкоупругих движений системы наполнитель - каучук, и делают вывод о том, что снижение прочности при повышенных температурах обусловлено возрастанием скорости вязкоупругого отклика на деформацию образца. Из исследований Халпина - Бики следует важный вывод о применимости принципа температурно-временной суперпозиции к явлению разрушения усиленных эластомеров.
Халпин и Кардос [355] с успехом применили теорию Сяо - Халпина для композиционных материалов к кристаллическим полимерам, а Кардос и др. [477] использовали способность органического наполнителя кристаллизоваться in situ для получения модельной композиционной системы.
Модель одномерного расслоения выпучиванием. Халпином [64], особенно выражено при малых / 3, когда зелик вклад сдвигового деформирования. Еще одно ограничение связано с требованием избегать попадания концов одного и того же волокна образца в верхний и нижний захваты.
В работе Халпина и Пагано [62] композит представляется в виде квазиизотропных слоев. Применяя теорию слоистых пластин, авторы получили простые аналитические выражения для модулей композита, армированного случайно ориентированными волокнами. При вычислении использовались значения модулей растяжения в различных направлениях, определенные из уравнений Халпина и Цая. Полученные Халпином и Пагано формулы приводят к более точным, чем в работе [123], значениям.
Буше и позднее Халпин [32, 33], а также Смит [34, 35], рассматривая прочность резиноподобных полимеров, установили, что температурно-вре-менную зависимость основных свойств можно объяснить деформационным поведением и конечной растяжимостью молекулярных нитей. Преворсек и Лайонс [36, 37] подчеркнули, что случайное тепловое движение сегментов вызывает образование скоплений последних и пустот без разрыва связей, несущих нагрузку. Тогда долговечность образца определяется временем, необходимым для роста дефекта до критических размеров. Никлас и Кауш [13] рассмотрели влияние диссоциации диполь-дипольных связей на прочность ПВХ.
Зависимость отношения модулей сдвига от концентрации наполнителя при отношении модулей сдвига наполнителя и матрицы в пределах от 10 до 100 в соответствии с уравнением Кернера ( нижние кривые обеих петель соответствуют случаю, когда более жесткий наполнитель представляет дисперсную фазу, а верхние - когда более жесткий материал является непрерывной фазой. самая верхняя кривая представляет собой зависимость модуля упругости Юнга материала, наполненного очень длинными, ориентированными в направлении приложенной растягивающей нагрузки волокнами. Кернера [473]; соотношение Халпина - Штрикмана [367] аналогично уравнению Такаянаги ( см. разд.
Уравнение ( 31) с точностью до погрешностей эксперимента подтвердилось опытами Халпина и Пагано [42] с армированной найлоновыми волокнами резиной, для которой жесткость в продольном направлении ( вдоль волокон) во много раз превышает поперечную жесткость, и опытами Лоу и Шепери [63] со стекло-эпоксидными волокнистыми композитами.

Образцы монодисперсного полистирола, полученные анионной полимеризацией, были предоставлены авторам Халпином и Фоксом, которые также сообщили характеристики этих образцов. Степень полидисперсности ( отношение средневесового к среднечнсловому молекулярному весу) всех изученных образцов была близка к 1, так что их можно считать монодисперсными.
Для практического использования могут быть получены более сложные уравнения, предложенные Кернером [473], Эйлерсом [249], Ван дер Полом [956], Сато и Фурукава [795], Гутом [345], Смол-вудом [842], By [1000], Халпином и Сяо [ 41, с. Хассельманом [368], Муни [645], Хашином и Штрикманом [367] и Нильсеном [683]; несколько типичных уравнений даны в приложении к главе. Хорошими примерами критического анализа типичных уравнений являются работы Нильсена [677, 683], Зигеля и Романова [1007], Брасселя и Вишмана [119], Дженниса [430], Ланге [526], Нильсена и Льюиса [687], Льюиса и Нильсена [542] и Эштона и др. [ 41, гл. Некоторые из этих уравнений при упрощениях становятся эквивалентными в определенных областях концентраций наполнителя и значений модуля, хотя в других областях между ними может наблюдаться значительное расхождение.
Халпин [13] указал, что если для описания экспериментальных данных оказывается применимым общее соотношение ( 2), то функция / ( e) может быть отождествлена с любым выражением, предложенным для описания термодинамически равновесной зависимости напряжений от деформаций, так как выполнение уравнения ( 2) означает, что функция / ( e) правильно описывает экспериментальные данные и при очень длительной деформации. Халпин также показал, что зависимости напряжений от деформаций, полученные при динамических испытаниях каучуков, могут описываться функцией, вытекающей из кинетической теории высокоэластичности.
Схематическая иллюстрация теорий размягчения под напряжением. Хотя верно утверждение, что разрушение любого тела начинается со слабого места, тем не менее более строгим является представление, что зависящее от времени и температуры вязко - yijpyfoe течение материала в вершине микротрещины определяет характер распространения трещины разрушения [812, 847] ( см. paajji. Халпин и Бики [354] рассмотрели разрушение усиленный эластомеров с точки зрения вязкоупругого течения.
Халпин и Бики приписывают возрастание усиления процессам, увеличивающим временной интервал вязкоупругих движений системы наполнитель - каучук, и делают вывод о том, что снижение прочности при повышенных температурах обусловлено возрастанием скорости вязкоупругого отклика на деформацию образца. Из исследований Халпина - Бики следует важный вывод о применимости принципа температурно-временной суперпозиции к явлению разрушения усиленных эластомеров.
Поперечное сечение анизотропного бруса. Наличие такой изгибно-крутильной деформации создает дополнительные трудности при испытании на изгиб образцов, вырезанных из анизотропных материалов ( таких как однонаправленные боро - и углепластики) под углом к оси симметрии. Этот вопрос был рассмотрен в работах Халпина и-др.
Экспериментальные наблюдения показывают, что / и, следовательно Е, уменьшаются с возрастанием температуры при постоянном времени измерения. Это связано с тем, что кинетические эффекты ( см. теорию Халпина и Бики [354]) маскируют термодинамические эффекты.
Получение оценок эффективных упругих модулей для компо -; зиционных материалов, армированных короткими волокнами, - I задача чрезвычайно сложная. Для композитов с ориентирован - / ными короткими волокнами оценки были найдены Халпином / и Пагано ( Халпин [61], Халпин и Пагано [63]) с использованием, уравнений Халпина - Цая.
Получение оценок эффективных упругих модулей для компо -; зиционных материалов, армированных короткими волокнами, - I задача чрезвычайно сложная. Для композитов с ориентирован - / ными короткими волокнами оценки были найдены Халпином / и Пагано ( Халпин [61], Халпин и Пагано [63]) с использованием, уравнений Халпина - Цая.
Получение оценок эффективных упругих модулей для компо -; зиционных материалов, армированных короткими волокнами, - I задача чрезвычайно сложная. Для композитов с ориентирован - / ными короткими волокнами оценки были найдены Халпином / и Пагано ( Халпин [61], Халпин и Пагано [63]) с использованием, уравнений Халпина - Цая.
Получение оценок эффективных упругих модулей для компо -; зиционных материалов, армированных короткими волокнами, - I задача чрезвычайно сложная. Для композитов с ориентирован - / ными короткими волокнами оценки были найдены Халпином / и Пагано ( Халпин [61], Халпин и Пагано [63]) с использованием, уравнений Халпина - Цая.
Например, если испытание на ползучесть проводится под действием очень высокой нагрузки, когда большое значение приобретает конечная растяжимость цепей и at соответственно уменьшается. Кроме того, нелинейность функции, очевидная из того, что величина С2, входящая в уравнение Муни - Ривлина, не равна нулю, является причиной более сложной зависимости кривой ползучести от нагрузки. Халпин и Бики экспериментально доказали, что форму соответствующей функциональной зависимости Ф ( а) можно получить по кривой напряжение - деформация вулканизата, деформируемого при температуре, намного превышающей точку стеклования.
В работе Халпина и Пагано [62] композит представляется в виде квазиизотропных слоев. Применяя теорию слоистых пластин, авторы получили простые аналитические выражения для модулей композита, армированного случайно ориентированными волокнами. При вычислении использовались значения модулей растяжения в различных направлениях, определенные из уравнений Халпина и Цая. Полученные Халпином и Пагано формулы приводят к более точным, чем в работе [123], значениям.

Обсуждаются способы расчета эффективных вязкоупругих свойств композитов на основании свойств составляющих их компонент при помощи методов, рассмотренных в [1], а также в свете работ [2, 3] по стеклопластикам и работы [4] по стекло - и углепластикам на эпоксидных связующих. Как показано в [1], для области линейной вязкоупругости подобный расчет можно довольно легко выполнить при помощи известных численных или аналитических упругих решений. Для иллюстрации отдельных аспектов анализа вязкоупругих свойств композитов будем опираться на использованные в [2 - 4] уравнения микромеханики Халпина - Цая [5] для упругих однонаправленных волокнистых композитов.
Обсуждаются способы расчета эффективных вязкоупругих свойств композитов на основании свойств составляющих их компонент при помощи методов, рассмотренных в [1], а также в свете работ [2, 3] по стеклопластикам и работы [4] по стекло - и углепластикам на эпоксидных связующих. Как показано в [1], для области линейной вязкоупругости подобный расчет можно довольно легко выполнить при помощи известных численных или аналитических упругих решений. Для иллюстрации отдельных аспектов анализа вязкоупругих свойств композитов будем опираться на использованные в [2-4] уравнения микромеханики Халпина - Цая [5] для упругих однонаправленных волокнистых композитов.
В работе Халпина и Пагано [62] композит представляется в виде квазиизотропных слоев. Применяя теорию слоистых пластин, авторы получили простые аналитические выражения для модулей композита, армированного случайно ориентированными волокнами. При вычислении использовались значения модулей растяжения в различных направлениях, определенные из уравнений Халпина и Цая. Полученные Халпином и Пагано формулы приводят к более точным, чем в работе [123], значениям.
Даже в линейной области отклик на механические напряжения следует рассматривать как вязкоупругий, а не упругий. Большинство полимеров, обладающих линейными вязкоупругйми свойствами при малых деформациях ( 1 %), ведут себя нелинейно при деформациях порядка 1 % или более. Однако в композиции с волокном полимер способен проявлять совершенно иные качества, чем в блоке. Концентрации напряжений и деформаций в локальных областях могут превосходить предельные значения для линейной области, поэтому композиции могут проявлять нелинейные свойства [40, 938], как это наблюдается в случае полимеров, наполненных порошками ( см. разд. Хотя уже при низких деформациях наблюдается нелинейность, Халпин и Пагано [356] предсказали существование общих соотношений для изотропных линейных вязкоупругих систем и проверили свои расчеты на кау-чуках, усиленных волокнами.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11