ДИНАМИКА, ПРОЧНОСТЬ, НАДЕЖНОСТЬ
УДК 539.3:539.377
К. Ф. К о м к о в
ОСОБЕННОСТИ УПРУГИХ СВОЙСТВ
ВЫСОКОНАПОЛНЕННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ
МАТЕРИАЛОВ
Приведены результаты экспериментальных исследований низкомо-
дульных высоконаполненных полимеров. Выполнен анализ, позволя-
ющий представить механизм деформации сред, механические свой-
ства которых имеют некоторые особенности: аномально высо-
кие значения коэффициента поперечной деформации, разномодуль-
ность и очень малое значение отношения модуля сдвига к модулю
объемного сжатия. Для описания деформации высоконаполненных
полимерных материалов использованы тензорно-нелинейные урав-
нения. Результаты расчетов по предложенной модели сопоставле-
ны с результатами испытаний образцов.
Известно [1], что высоконаполненные полимерные материалы
(ВНП) проявляют зависимость свойств от времени, поэтому под ха-
рактеристиками упругости следует понимать значения мгновенных
модулей или податливостей. Для проведения расчета напряжено-
деформированного состояния изделий из ВНП, например при нагруз-
ках, возрастающих с большой скоростью, наличие упругих характе-
ристик является одним из главных условий. Однако при обработке
результатов испытаний возникают трудности в установлении связи
между модулями упругости из-за отсутствия надежных сведений о
значении коэффициента поперечной деформации.
Поэтому их приходится определять по результатам лабораторных
испытаний для конкретных видов напряженного состояния. Напри-
мер, для определения модуля объемного сжатия разработана и изго-
товлена специальная установка, несколько видоизмененная схема ко-
торой приведена в работе [2]. Нагружение осуществлялось в камере,
заполняемой жидкостью или сжатым воздухом. Изменение объемной
деформации фиксировалось визуально. Результат испытания — гра-
фик зависимости объемной деформации от давления, меняющегося в
пределах 0. . . 5МПа. Искомый модуль
K
определяли по начальному
участку графика
1
, изображенного на рис. 1.
Модуль упругости при растяжении и сжатии определяли по гра-
фикам напряжение–деформация (
σ
–
ε
)
, полученным при испытани-
ях образцов. На рис. 2,
а
приведена схема приспособления, которая
включает в себя образец
1
, датчик продольных деформаций
3
, датчик
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2008. № 3 3
