Длительное сопротивление деформированию и разрушению полиэтилена высокой плотности при квазистатическом нестационарном нагружении тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.04 ВАК РФ

5Г6 о

? 3 МАГ 1994

российская академия наук

ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МАШИНОВЕДЕНИЯ

На правах рукописи

АЛЕКСЕЩЕВ Андрей Ильич

ДЛИТЕЛЬНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ДЕФОРМИРОВАНИЮ. И РАЗРУШЕНИЮ ПОЛИЭТИЛЕНА ВЫСОКОЙ ПЛОТНОСТИ ПРИ КВАЗИСТАТИЧЕСКОМ ^СТАЦИОНАРНОМ НАГРУЖЕНИИ

Специальность 01.02.04 - механика деформируемого твердого тела

Автореферат диссертации на соискание учбной степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 1993

Работа выполнена на кафедре "Сопротивление материалов" Санкт-Петербургского государствевного технического университета ■

Научный руководитель: доктор техническис наук, профэ с сор 1П.А.Павлов|

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор А.М.Сталеьич

кандидат технических наук, старамй научный сотрудник, В.М.Школьников

Ведущая организация: АО "Пластполимер" (Санкт-Петербург)

Защита состоится " 5 " АПРЕЛЯ 1994 г. в 14— часов на заседании специализированного Совета Д 200.17.01 при Институте проблем машиноведения Российской академии наук по адресу: I99178, Санкт-Петербург, В.О., Большой пр., 61.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ИПМаш РАИ

Автореферат разослан ■_" _ 19Э4 года.

УчЭный секретарь специализированного . Совета, кандидат химических наук В.П.Глинин

Актуальность работы. Во всйм игре полимерные материал:; слроко применяется как конструвдюнчке, и в пасзЯ стране их использование в этом качество постепенно расширяется, хотя веб еще- отстаёт от мировой практики. Кпк материал конструкционных элементов, полотерные материалы подлежат расчетам па кратковременную и длительную- прочность, а такта на мало- и кногоцикловуи усталость при определенных температурах ьксплуататгл конструкций. Для этого необходимо располагать как фактически;ет параметра;..;! некоторых материалов, так и оейдаи метода?,® расч'-та. теоротлчеекзя Саза расчетов на усталость и V отельную прочность полякеров в настоящее время ещЗ не сформировалось, причбм особо идуцазтея недостаток в разработках, откослзцкся к слозкннм нестационарным рзгжкгя нагруже;мя. НедостаЗт такке фактических данных, отнсеявдхся к вохирвтим пелидарнш материалам. Помимо расчетов на усталость и длительную прочность оггрьдолЗпкое затруднение вызывают расчеты деформаций при слож-ых нестационарных ре ржах нагружения. В основе указанных расчбтоз лепит современная теория вязкоупругости (иногда и вязкоплзстачкостк), которая располагает, большим многообразием уравнения состояния, идагсщих ш. тда слотов математическое выражение.' Настоящая работа посвящена исследованию возможности применения к расчЗтам дэформациенннх процессов и к рзсчЭтам на длительную прочность наиболее простых уравнений механических состояний (понимая под этим так?.ге и кинетическое уравнение повреждений), требуюэдх знания небольшого количества постоянных и функциональных параметров материала, но вместе с тем отрэ:;:аздлх хотя бы прк&шыЯшю основные особенности поведения полимерного материала. Исследования проводятся па примере полиэтилена высокой плотности (ПЭЗП). Ввиду необходимости отбора адекватных расчЗтных соотношений, эффективных при проведении штекерных расчётов на прочность и расчётов деформация, теку диссеритацап следует считать актуальной.

Цель работы состоит в доказательство по опытным данным возможности применения к расчётам на длительную прочность частично кристалличеисих полимеров, а также к расчйтагл слозшых деформационных процессов простейших уравнений механических состояния наследственного типа, а такаа в исследовании'влияния естественного старения полиморов на деформационные процессы и процессы разрушения.

Научная новизна. Подробно разработана методика построения уравнения механических состояний наследственного типа, основанного на принципе линейного суммирования Вольтерры-Фреше применительно к

описанию деформационных процессов и длительной прочности при сложном напряженном состоянии и нестационарном нагрудзшш.

Проведено экспериментальное исследование эффективности различных выражений эквивалентного напряжения, учитывающего влияние вида напряжённого состояния. Разработаны алгоритмы и программы для расчётов на нестационарную ползучесть и длительную прочность. Получен большой объём экспериментальных данных, позволяющих судить об эффективности цршенения рассматриваемых уравнений состояний к условиям сложного нестационарного нагрукения полиэтилена. Получены оригинальные данные о влиянии естествешгаго старения при многолетнем хранении в складских помещениях на прочность и деформационные свойства ПЭВП. Получены общие выводы о точности описания деформационных процессов и длительной прочности, достигаемые на основе предложенных методов расчёта.

Разработана оригинальная установка, позволяющая создавать в трубчатых образцах полимерного материала циклическое плоское напряженное состояние при наличии осевой, тангенциальной и касательной составляющих напряжения.

Прслтгчэская цоююсть. Показана достаточность вышеуказанных уравнений состояний для инженерных расчетов конструкционных элементов из ПЭВП, что можно обобщгть и на другие частично кристаллические полшеры, подтверждением чему служат результаты наших работ, приведённых в списке, помещённом- в конце авторе£ерата. Подробно разработаны все необходимые методики расчетов и методики лабораторных исследований материалов. Получены данные, позволяющие судить о степени влияния естественного старения на механические свойства полиэтилена. Разработанные методики расчётов использованы на Арендном предприятии "23 подшипниковый завод" (г.Вологда), заводе "Полимер" (г.Вологда), Охтинском АО "Пластполимер" (г.Саккт - Петербург).

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на IV Всесоюзном семинаре "Радиационная повревдённость и работоспособность конструкционных материалов" (Петрозаводск, 1990 г.), конференции "Проблемы прочности и технологии изготовления конструкций из композитных материалов" (Севастополь, 1990 г.). Всесоюзной научно-технической конференции "Обобщение опыта и разработка перспектив применения полимерных композиционных материалов в конструкциях судостроительного назначения и смекяых отраслей" (Ленинград, 1990 г.), научно-техническом семинаре "Механика и технология полимерных и композиционных материалов и конструкций" (Вологда, 1992 г.),

IV симпозиуме "Прочность материалов и элементов конструкций при сложном напрязсЗнном состоянии" (Севастополь, 1992 г.). Российской научно-практической конференции "Реконструкция зданий и сооружений" (Вологда, 1992 г.), ХХ7Ш и XXIX Мэзфеспубликзнском семинаре "Актуальные проблема прочности" (Вологда, 1992 г. и Псков, 1993 г.), международной конференции "Инженерше проблема экологии" (Вологда, I9S3 г.), Всероссийской научно-технической конференции "Прочность и живучесть конструкций" (Вологда, 1Э93 г.). семинарах НТО им. акад. А.К. Крылова (С-Петербург, 1993 - 1993 г.), научных семинарчх кафедр сопротивления материалов СПЯЧУ и университета технологии и дизайна.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 25 работ, основные из которых представлены в конце автореферата.

Объбм и структура диссертация. Работа состоит из введения, шести глав, заключения, выводов, списка литературы, приложения. Диссертация содержит 201 стр. машинописного текста, 66 рисунков, 24 таблиц, библиографический список из 99 литературных источников.

СОДЕРЖАНИЕ УАБОТН

В первой главе рассматриваются известные метода аналитического описания процессов разруиэнкя и ползучести конструкционных материалов, в том числе и полимеров. Приводится обзор основных моделей процесса длительного разрушения: силовых, деформационных и энергетических. Общим для которых является кинетический подход к явлениям длительного разрушения, рассматривающихся как временной процесс, допускающий ого феноменологическое описание с помощью кинетических уравнений повреждений. Рассматривается соотношения, описывающие составляющие полной деформации ползучести: мгновенноупругую, вязкоупругую, мгновеннопластическую и вязкопластическую.

Приводится обзор экспериментальных работ ряда авторов по длительной прочности частично кристаллических термопластов при одноосном и сложном напряжЗшюм состоянии, а также по оценке влиния естественного старения на ползучесть и длительную прочность полиморов. На основании проведЗиного обзора сформулированы задачи данной работы.

Во второй глава диссертации описываются методики проведения опытов и обработки полученных экспериментальных данных. Приводится описание установки ВАЯН, созданной в лаборатории сопротивления материалов Ленинградского политехнического института, позволяющей

изучать на тснкостегсгых трубчатых образцах механические свойства полимеров при пропорциональном изменении внутреннего давления к осзвсй растягиЕащой силы в условиях статического ж циклического нагруязния. Описывается установка УРХД-500, созданная в лаборатории гидроизоляции Всесоюзного каучно-исследозательского института ги;фо техники им. Б.Е.Веденеева, поззолящая испытывать трубчатке тонкостенные образцы при совместном к раздельном действии осевой растягивающей силы, внутреннего давления и крутяшего моменте. Пржодптся описание разработанного и созданного в лгтюй работа оригинального устройства для малоциклового (3 ц/мия) нзгруасшя крутящим моментом, при одновременном действии в поперечном сечении трубчатого образца статического внутреннего давления и осевой растягивающей силы.

Дайтся описание испытанных образцов ПЭБП трбх типов, отличажихся мекду собой сроками поставь и размерами. Образцы тсзз I и 2 хранились в течение восьми лет, а тип 3 в течение четырнадцати лет в помещении без доступа света при комнатной температуре.

В третьей главе представлены результаты исследования длительного сопротивления разрушению и деформировало ПЭВП при различных видах стационарного и нестационарного, циклического и статического кагрукзния. Опыты проводились при постоянстве заданного значения интенсивности истинных напрлгзний (в ходе опытов нагрузка корректировалась с учЗтом изменяющихся размеров образцов).

Экспериментальные кривые дательной прочности образцов ПЭВП типа I и типа 2 при статическом ста1рюнарном нагружении представлены на рис.1 в координатах - lg(%) (интенсивность напряжений - логарифм времени). Из этого рисунка видно, что с повышением отношения осевой состазлящей напрянения к тангенциальной <з00 в исследованном диапазоне (0,18 - 1,02) сопротивление разрушении незначительно возрастает. В том случае, когда в поперечном сечении трубки помимо нормальных действовали касательные напряжения, обусловленные действием крутящего момента, (отношение к=<32е/вбе бШ1° Равным 0,52) кривая длительной прочности" значительно смещалась вверх. Это создаЗт впечатление, что касательные напряжения обладают, как бы, меньшим певревданеш действием, чем нормальные.

Ко&Кзпхкенты корреляционных уравнений е^к-Ы^^) кривых длгтелъной прочности, отвечающих 50? вероятности разрушения, приведены в таблЛ. Уравнения получены обработкой экспериментальных данных по

МПа 25

20

15

10

Рис Л Кривые длительной прочности образцов ПЭВП при плоском напряйгегом состоя!ши: I- п=0,5; 2- п=0,75; 3- п=1.0~; 4- п=1,04, !с=0,52; 5- п=0,18. (I, 2, 3 и 4 - образцы типа I, 5- типа 2)

СЬ

МПа 25

20

10,

Рис.2 Кривые усталостной прочности образцов ПЭВП при плоском нагоякинном состоянии:

1- 11=1,04, к=0~,52, 1=0,05 Гц (Тип I);

2- п=0,18, г=2,5 Гц (Тип 2);

3- п=1,00, г=5,0 Гц (Тип 3);

4- п=1,00, г=5,0 Гц (Тип 3 испытан в состоянии поставки в 1979 г.).

Таблица I.

Результаты испытаний образцов ПЭВП в условиях статического и циклического плоского напряайшого состояния

N п/п йее 80 Г.гц И Коэффициенты Л7гт кривой усталости ь А.МПа В,Ша гк

I 0,50 - - - 28,04 2,46 0,400 -0,924

о 0,75 - - - 30,02 2,78 0,172 -0,988

3 1,02 - - - 29,91 2,72 0,203 -0,979

4 1,04 0,52 - - 36,22 3,17 0,367 -0,931

5 0,18 - - - 27,58 2,49 0,296 -0,977

6 1,04 0,52 0,05 0,82 37,39 3,63 0,154 -0,979

7 0,18 - 2,50 0,50 29,51 2,46 0,340 -0,942

8 1,04 - 5,00 0,50 33,66 3,86 0,291 -0,941

9* 1,00 - 5,00 0,50 38,00 4,02 0,259 -0,910

10** - - - 29,00 2,57 0,346- -0,942

* - получена для образцов ПЭВП в состоянии поставки в 1579 году;

** - обобщённая кривая длительно,'! прочности, полученная в результате обработки экспериментальных данных по разрушению образцов ПЭВП при всех исследованных видах напряа:Знного состояния при статическом нагруженки, согласно выражения 6.

способу наименьших квадратов. В табл.1 представлены также значения основных ошибок корреляционных уравнений Д1£(т) и коэффициенты корреляции гк.

Экспериментальные данные по циклической усталости образцов ПЭВП Титов I, 2 и 3 представлены на рис.2 в виде кривых усталости в координатах е1^ - На этом рисунке показана также кривая

усталости образцов ПЭВП типа 3, полученная в состоянии поставки в 1979 году при таких же условиях нагружения. Коэффициенты корреляционных уравнений кривых усталостной прочности приведены в табл.1. Из рисунка видно, что образцы ПЭВП при циклическом нагружении крутящим моментом имеют долговечность 'выше, чем образцы, испытанные при отсутствии касательных напряжений. В большей степени расхождение кривых наблюдается при высоких уровнях напряжений в^3* и малых временах выдержки под циклической нагрузкой. С уменьиением величины напряжения е^ это расхождение уменьшается. Сопоставляя кривые циклической усталости образцов ГОБП типа 3 в состоянии поставки (кривая 4 на

в

рис.2) и поело естественного старения (кривая 3). можно сделать вывод о значительном аппкении (на 20-2555) долговечности образцов ПЭВИ после длительного хранения.

Эксперименталыше кривые ползучести ПЭЕП представлены в координатах е^ - т (интенсивность деформаций - время). Наряду с экспериментальными, на эти графики нанесены теоретические кривые ползучести, полученные путЗм прогнозирующих расчётов, описанных в шестой главе.

В четвёртой главе даВтся феноменологическая оценка точности описания процессов длительного разрушения при различных вира::ениях приведенного напряжения, входящего в кинетическое уравнение повреждений. В идеальном случае выражение приведенного напряжения додано обеспечивать совладение кривых длительной прочности в координатах - при различных видах напряженного состояния.

Рассматривались следующие выражения эквивалентного напряжения <зд:

■ ®э1>= ^ + (1"ге)е1* (1)

«¿2)-в1, (2)

<3,

еэ4>= в{ + А®0* (4)

в«)- - в3. (5)

Они заимствованы из критериев разрушения Писаренко-Лебедева (I), максимальных растягивающих напряжений (2), Ягна (4), максимальных касательных напряжений (5). В выражение более общего вида (3) входят все три инварианта тензора напряжений. В отсутствии касательных напряжений кривые длительной прочности в координатах ®9 - 7#(т), где ©э=®{. ©э=<з^4) в значительной мере сближаются, однако при

наличии касательных напряжений, соответствующие кривые проходят заметно выше кривых, полученных при наличии только осевых тангенциальных нормальных напряжений.

Объяснение этого обстоятельства является достаточно слохяш, причём в диссертации выдвинуто предположение о возможном нарушении сплошности материала в процессе длительного разрушения, которое проявляется при наличии касательных напряжений от кручения особенно • сильно. Оставаясь в рамках гипотезы о сплошности материала.

предлагается вводить в выражение приведенного напряжения некоторый гмпиркческкй коэффициент а меньше единицы к величине указанного касательного напряжения. Тагам образом приходам к выражении вида:

- 6я®0в + ®еэ + ^э

(6)

Пятая глава диссертации посвящена построении по экспериментальным данным и использованию кинетического уравнения повреждений наследственного типа при нестационарных режимах статического и циклического нагружения. Уравнение повреждений илеот вид:

где ©(9) - реким нагружения; М(т-9) - ядро, определяемое по кривой длительной прочности; т и 9 - времена, отсчитываемые от - начального момента нагружения.

Для случая ступенчатого нагружения приходим к удобной расчбтной зависимости:

Здесь £=т-6; ©„(£) - предельное сопротивление материала согласно кривой длительной прочности. При расчбте повреждений отсчбт времени £ сздгтся от момента г назад к начальному моменту нагружения, также как к отсчЭт номеров ступеней. При этом ®р(Ек) эсть предельное сопротивление при времени отвечающем началу к-ой ступени, а ®рЦ}._2) - предельно© сопролшление, отвечавшее времени начала предыдущей ступени. Влияние первой ступени нагружения отражается перш.™ слагаемым в выражении (8). В качестве эквивалентного напряжения в рассматриваемой фэрмуле (8) принимается выражение (6). Представлены результаты расчЗта • меры повреждений, накопленной к моменту Сохтического разрушения образцов ПЭЗП по данным опытов при нестационарном нагруташш.

Выявлено наличие'специфических повреждений циклической усталости, связанной с циклической сменой напряжений. Приводится методика учЗта этих повреждений. Использование силовых уравнений повреждений

п^®(в)М(т-в)сге. о

(7)

т

(8)

предполагает схематизацию режима действующих напряжений. 3 данной работе режим циклического синусоидального нагружения, представлялся нестационарным ступенчатым при предположении, что в пределах одной ступени действующие напряжения постоянны (рис.3). Представлена

<3л

г1 1

ч И •3

С . &-> 10 - Ь 10 ш ' ■

Рис. 3 Схема приведение синусоидального режима нагружения к нестационарному.

программа расч5та на ПЭВМ меры повреждений, учитывающая вклад каадой такой ступени в суммарную повреадЭнность.

Мера повреждений статической усталости, накопленная в режиме циклического нагружения определяется выражением: х х

2%в

П,

ст-ЬтМ'(г-е)сг9 + I'

®{ав1п

М (Х-в)й9,

(9)

где функция М (х-6) устанавливается по кривой статической усталости, относядейся к определенному значению параметра Лоде. Экспериментальные данные показали, что расчётная величина Пст в момент фактического разрушения при многоцикловом нагружении, как правило, меньше того теоретического значения П=1, которое должно получаться при идеальном описании процесса разрушения. Доля повреадений, связанная с циклической сменой напряжений, оценивается уравнением:

Пц=|<

в{аь (х-е)<ге.

(Ю)

где функция влияния ь' устанавливается из опыта на усталость при симметричном режима нагружения, когда я=€^1п/е^ах=-1. Кривая

усталости для к=-1 определена расчетным путем, согласно рекоменэация, приведённой в книге П.А.Павлова "Основы инженерных расчетов элементов малин на усталость и длительную прочность". В этой главе приводятся результаты расчёта мора повреждений Пст, Пц и общая поврежденность П П38П при нестационарных рекимах циклического нагрутения (Табл. 2).

Для ряда нестационарных режимов приведены граната изменения меры повреждений в зависимости от времен:! нагружения.

О точности описания процесса повреждений с помощью кинетического уравнения наследственного типа по прегиему судим путём сопоставления величины теоретической меры поврездений, вычисленной на момент фактического разрушэшя, с единицей. Отклонение от единицы, связанное либо с неточностью феноменологической теории, либо с рассеянием экспериментальных ' данных, указывает на погрешность предсказания момента разрушения.

Отмечено снижение сопротивления усталости образцов ПЭЗП после длительного хранения в течение 14 лет на 20-25 %.

Шестая глава диссертации посвящена аналитическому описанию процесса ползучести образцов ПЭВП при сложных режимах нестационарного нагружения.

В самом общем случае уравнение механических состояний, учитывающее две склерономные составляющие полной деформации (мгновенноупругую и мгновеннопластиче скую) и две реономные

(вязкоупругую и вязкоштстическую) имеет вид:

%

еЧ = -ЕЙТГ3^ + + £ £и(в»(г-е>сю +

О о

(И)

Т Т £

+ -|г£(/(6)]в(а)<1т +

О 0 0

где ®{ - составляющие девиатора и интенсивность истинных напряжений. Величины ^гíJ могут рассматриваться как

компоненты некоторого безразмерного приведенного напряжения. Данное уравнение описывает только сдвиговую ползучесть. В условиях плоского напряжённого состояния объбмной ползучестью можно пренебречь.

Таблица 2.

Нестационарные режимы циклического нагружения образцов ПЭВП при плоском напряженном состоянии (п=0,18; г=2,5 Гц)

Режимы нагруяетм.

ПоврекдОнность

5

ППа

17,6

25,2

т

т

20

.3,6

,603.

20

466

.зг

Ш

.17,9

Г'/дс 0.876 0,060 0,936

16,8

100

335

<6.9

752

МО, С 0.924 0.057 0,981

20

20

_25?_

3,2.

20

20

-Ж

52

Ж.

2М

Т»'Ю?с.

22,6.

М.

19,2

Ю.О

\1,0

тб

2^,0

ло

№

115

Г >ю'х.

0.979 0,063 1,047

0.954 0,058 1,012

0,928 0,066 0,993

В целях упрощения расчётов предложено уравнение механических состояний, включающее в себя две доминирующие составляющие полной деформации: мгновенноупругую и вязкоупругую. Вязкопластической составляющей, из-за еб малости (до 8% от полной деформации), можно пренебречь. Но они частично учтены при определении ядра вязко-упругости, которое строилось за вычетом из полной деформации только мгновенноупругой составлящей. Полное уравнение механических состояний, используемое в данной работе для расчёта деформаций тлеет вид:

Хг© I4

о

При нестационарном нагружении, а также при циклическом, с разбивкой каждого цикла на малые ступени, предложено использовать уравнение вида:

2 _ 1+У . Г 0Ц 1~(ВУ) . V Г 14Г~(ВУ) ~(ВУ) 1 /то\

+ + ^Д*®^ Iе« " в«№-1)Г (13)

где - интеграл ядра К(т-е) или кривая ползучести при ®{=ег*> Предложена программа для расчёта на ПЭВМ деформаций при циклическом нагрукении с разбивкой каждого цикла на сколько угодно малые ступени.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

I. Результаты экспериментальных исследований, проведённых в данной работе на трубчатых образцах ПЭВП при.различных режимах стационарного и нестационарного нагружения осевой растягивающей силой, внутренним давлением и крутящим моментом, показали, что в широком диапазоне интенсивности напряжений (до 25 МПа) процесс деформирования может быть с удовлетворительной степенью точности описан при учёте только мгновенноупругой и вязкоулругой составляющих полной деформации. Последняя составляющая определяется интегралом наследственности, построенном на основе принципа линейного суммирования Вольтсрры-Фреше. Ядро уравнения наследственности может подбираться при этом на основе опыта на прямую ползучесть при одноосном или двухосном растяжении.

2. Прогнозируемая путём расчёта интенсивность деформаций может отклоняться от экспериментальных значений на величину, составляющую до

20 % опытной величины (при любом реглшз сложного нестационарного нагру:кен'я).

3. При отсутствии касательных напряжений, обусловленных действием крутящего момента, точность прогнозирущего расчЗта деформаций при нестационарном нагруженли возрастает. Наибольшее отклонешт расчетного значения интенсивности де^рмацяи от соответствующего экспериментального значения не превышает 13 %.

4. Эти выводы распространяются и на случай циклического изменения всех или какой-либо одной компоненты напряжения. При этом, несмотря на нелинейность уравнения наследственности относительно напряжения, расчгт интенсивностей или отдельных компонентов деформаций может вестись по значениям напряжений средних за период цикла. Строгий учбт цикличности изменения напряжений вносит лишь незначительную поправку.

5. РасчЗт деформаций' при слотом напряжённом состоянии требует выбора адекватного,выражения приведенного напряжения. Сравнение ряда таких выражений показывает, что наиболее приемлемым является выражение интенсивности напряжений. Однако, в условиях наложения крутящего момента ото выражение но приводит к полному слиянию кривых ползучести, относящихся к различным плоским напрякЗнным состояниям. Возникающая погрешность отражается на точности предсказания деформаций, общая оценка которой дана в пункте I.

6. Процесс повреждений ПЭВП при различных стационарных и нестационарных режимах ступенчатого нагружения в условиях плоского напряжЗнного состояния должен описываться на основе кинетического уравнения повреждений наследованного типа, которое может быть линейным относительно интенсивности напряжений. Ядро уравнения наследственности подбирается по кривой длительной прочности, полученной при одноосном или двухосном нааряжЗнном состоянии при постоянных истинных напряжениях. При промежуточных разгрузках полимерного материала накопленные повреждения частично исчезают.

7. Точность прогнозирующего расчЗта длительного сопротивления при отсутствии циклической составляющей напряжения оценивалась по отклонениям от единицы расчетной меры повреадений. установленной для момента фактического разрушения образцов в процессе опытов. Среднее отклонение от единица по всей совокупности таких экспериментальных данных составляла ДП=±336.

8. Если уравнение повреадений, построенное по данным опытов на длительную прочность согласно пункта -6, применяется к режиму

циклического нагрукения, то расчетная мера П в момент фактического разрушения оказывается, как правило, меньше единицы. Это указывает на наличие некоторой "циклической" повреждЗнности (порядка 0,1), которая накладывается на статическую повреждЗнность.

9. Естественное старение полиэтиленовых труб в складских условиях на протяжении 14 лет в малой степени отразилось на величинах предельных деформаций. Что касается сопротивления усталости, то оно заметно снизилось, составляя в среднем 0,66 от того, что наблюдалось ранее в состоянии поставки.

10. Спроектирована и создана установка на базе УРКД-500 для исследования длительного разрушения и ползучести полимерных материалов на трубчатых образцах, подвергающихся совместному действию осевой растягивающей силы, внутреннего давления и циклического крутящего момента. Что позволило, по-видимому впервые, провести опыта на усталость в указанных сложных условиях нагружения.

11. Разработана методика слежения и корректировки внешних усилий, задаваемых в образце с учЗтом изменения его размеров при значительных вязкоупругих деформациях. О помощью этой методики поддергивались заданные значения истинных напряжений, которым соответствуют изменяющиеся определенным образом внесши усилия.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Павлов П.А., Огородов Л.И., Алексейцев А.И., Прокопенко В.Н.,. Логинов Ю.Я. Повреждаемость от естественного старения конструкционных полимерных и композитных материалов //Тезисы докл. IV Всес. семинара "Радиационная повреждаемость и работоспособность конструкционных материалов".-Л., 1990.-С 64.

2. Павлов П.А., Огородов Л.И., Алексейцев А.И. Влияние естественного старения на длительную прочность полистирола и винипласта //Прочность и устойчивость инженерных конструкций: Межвуз. сб.-Барнаул, I99I.-C. 72-77.

3. Павлов П.А., Огородов Л.И., Алексейцев А.И., Прокопенко В.Н., Кириченко Т.И. Экспериментальное исследование влияния длительного естественного старения, а также количества используемых технологических и эксплуатационных отходов на механические характеристики полимерной матрицы //Тезисы докл. научтехн. конф. "Композиционные материалы в конструкциях глубоководных технических средств".-Николаев: НКИ, 1991.-С. II7-II8.

4. Павлов П.А., Огородов Л.И., Алексейцев А.И., Эльперин А.И.,

Никитинский В.А., Новоселов В.А., Нечаев Г.Н. Кратковременная и длительная прочность стеклонаполненного полиамида и полиамида с различным содержанием оборотных отходов //Полимерные материалы и технологические процессы изготовления изделий из них.-м.: ВШИ, 1991, Ч. I.-C. 21-23.

5. Павлов П.А., Огородов Л.И., Алексейцев А.И., Эльперин А.И., Новосёлов Б.А., Нечаев Г.Н. Кратковременная и длительная прочность образцов первичного стеклонаполненного полиамида с содержанием отходов производства //Подшипниковая промышленность. 1991.-* З.-С. 9Р-Ю4.

6. Алексейцев А.И., Павлов П.А., Огородов Л.И. Сопротивление деформированию и разрушению полиэтилена высокой плотности в условиях циклического плоского напряжённого состояния //Тезисы докл. науч.-техн. семинара "Механика и технология полимерных и композиционных материалов и конструкций".-€Пб., 1992.-С. 73-74.

7. Павлов П.А;, Огородов Т.Н., Алексейцев А.И. Экспериментальное исследование эффективности кинетических уравнений повреждений скалярного типа при различных выражениях эквивалентного напряжения //Тезисы докл. IV симпозиума "Црочность материалов и элементов конструкций при сложном напряжённом состоянии".- Киев, 1992.-С. 57-58.

8. Павлов П.А., Огородов Л.И., Алексейцев А.И., Попова М.Н. и др. Механические характеристики модификаций поливинилхлорида (ПВХ), изготовленных о использованием технологических и эксплуатационных отходов //Отчёт О НИР .№109103.-Л.: ЛГТУ, 1991.- 154 с.

9. Павлов П.А., Огородов Л.И., Алексейцев А.И. Экспериментальная оценка влияния длительного старения на механические характеристики конструкционных материалов //Тезисы докл. Российской науч.-практ. конф. "Реконструкция зданий и сооружений".-Вологда, 1992.-С. 54-66.

10. Павлов П.А., Огородов Л.И., Алексейцев А.И. Статическая и циклическая усталость конструкционных пластмасс //Физика и механика длительной прочности и усталости материалов и элементов конструкций: Материалы xxvili Межреспубликанского семинара "Актуальные проблемы прочности".-Вологда, 1992.-С. 121.

11. Алексейцев А.И., Огородов Л.И., Павлов П.А., Сакуренко Л.А., Щербак В.В. Экспериментальная оценка малоцикловой и кратковременной прочности полимер-полимерного композита (ГОВП-ГРЧП) //Физика и механика длительной прочности и усталости материалов и элементов конструкций: Материалы XXVIII Межреспубликанского семинара "Актуальные проблемы прочности".-Вологда, 1992.-С. 140.

12. Алексейцев А.И., Огородов Л.И., Павлов П.А., Накопление повреждений в стеклонадалненном полна»,¡иде при циклическом нагруданил в условиях одноосного растяжения // Физика и механика дательной прочности и усталости материалов и элементов конструкций: Материалы ХХУШ Мел<республиканского семинара "Актуальные проблемы прочности".-Вологда, 1932.-С. 164- 165.

13. Алексейцев А.И., Огородов Л.И., Павлов П.А., Эльшрин-А.И. Механические характеристики стеклонаполненного голиачида //Сб. ЕНТО им. акад. А.Н.Крылова.-СПО., 1992.-Вып. 523.-С. 5-15.

14. Алексейцев А.И., Огородов Л.М., Павлов П.А. Усталость стеклопластика при нестационарных режимах нагрукэния с разгруз- каш //Сб. ВНТО им. акад. А.Н.Крылова.-СПб., 1992.-Вып. 528. -С. 35-46.

15. Павлов 'П.А., Огородов Л.П., Алексейцев А.И. Длительная прочность полиэтиленовых труб в условиях плоского напряженного состояния после длительного хранения в бухтах //Изв. вузов. Стоительство.-1992.-к 9, 10.-С. 144-147.

16. Павлов П.А., Огородов Л.И., Алзксейцев А.И. Полимерное и композиционные материалы, получаемые с использованием отходов, и оценка возможности использования материалов и элементов конструкций после длительного хранения и эксплуатации //Материалы Международной конф. "Инженерные проблемы экологии".- Вологда, 1993.-Вып. 2.-С. 30-35.

17. Алексейцев А.И., Павлов П.А., Огородов Л.И. Влияние-циклических напряжений на сопротивление деформированию и разрушения частично кристаллического полимера в условиях неодноосного напряжённого состояния //Тезисы докл. Всероссийской науч.-техн. нонференнции "Прочность и живучесть конструкций".- Вологда, 1993.-С. 76.

18. Алексейцев А.И., Павлов П.А., Огородов Л.К. Влияние циклических касательных напряжений на сопротивление деформированию и разрушению полиэтилена в условиях неодноосного напряжённого состояния //Тезисы докл. XXIX Межреспубликанского семинара "Актуальные проблемы прочности".-Псков, 1993.-С. 45.

Подписано к печати Л/. С ¿.УУ. Тираж 100.

Заказ Бесплатно

Отпечатано на ротапринте Санкт-Петербургского государственного технического университета 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29.