100683

216 MATERIAŁY INŻYNIERSKIE

Newtonowskie lepkie płynięcie jest rodzajem pełzania Tak jak p_r2v zaniu dyfuzyjnym. jego szybkość rośnie liniowo z naprężeniami i wykładn^ z temperaturą

t    Ą..CO.*"    09.3,

gdzie Q - energia aktywacji lepkiego płynięcia

Wyraz wykładniczy pojawia się tu z tych samych powodów, co w p_r^ padku dyfuzji określa on szybkość, z którą cząsteczki mogą si? ślizca^ względem siebie, umożliwiając płynięcie Cząsteczki mają kształt (przcdsia wiony aa rys 5.9), który sprzyja ich łączeniu się. Energia aktywacji Q jest to energu wymagana do przesunięcia względem siebie sąsiednich cząsteczek JesJi porównamy ostatnie równanie z zależnością definiującą lepkość (dla rozciągającego odkształcenia materiałów lepkich)    °

(19.4)

zauważymy, że lepkość wyraża się wzorem

(Czynnik 3 pojawia się. ponieważ lepkość jest określana dla odkształcenia praż ścinanie - tak jak moduł ścinania G Dla odkształcenia rozciągającego potrabujemy, stosowny do lepkości, odpowiednik modułu Younga F Zc względu, ze £ . (J/3JC - por rozdział 3. otrzymujemy 3 ₇)

^C ' 6 f *>"""«*»' » dostępne u dostawco, mott#*, _z r0^', "??)    '^ra"'^{a M}°^sk0"^<:S^{0 lub} P*°-

do    ł"""* "^ięto0&l    *.i«oy

“> lepkim cieczami s, „    ** ^{ma,cnalami cns,}° sprcosnmi

zachowanie sprężyste Draż    ' ^epk°^sP^rW^s,e Jcśli przedstawiamy

sprężysto^ _raozc‘_bvć sytou^-S^; ^{3 Iepl}‘^{lc pr2ez} amortyzator, to lepko-

^*^Ma.^|,r2t! ■**>Pokazany na rys 19 7 Pod sprwyna tłunu naprężenie ^    ^{2 ma,cjąc3} szybkością, ponieważ

kowanych układów typu sorcż!^^"^{2 W}*^ma8^aJ3 do opisu bardziej skompli-

^l°g" polimerów może być rozwiian?⁰^²^ ^Te8° ^{t>T>U    do} re0'

Obecnie rzadko się prowadzi takie „lk .' ^{2apevvni<i dan}c do projektowania wame graficzne (pokazujące rozwńi ^{230,1451 tc}8° wykonuje się modclo-« temperaturze 7), które pozwala nolf¹"* ^{W C23SIC} '> P^rz> naprężeniu o ijcia konstrukcji.    ^IW*^ Postęp odkształcenia, w czasie

217

MECHANIZMY PEŁZANIA!

mattjuauoo**^

^PtŁZAME

R\5. 19.7. Model opisujący pełzanie polimerów

Problemy projektowania z wykorzystaniem polimerów

Temperatura zeszklenia polimerów rośnie ze wzrostem stopnia usiecio-wania. Polimery o dużym stopniu krzyżowania (np. epoksydów) są bardziej odporne na pełzanie w temperaturze pokojowej, niż te o małym stopniu krzyżowania (np. polietylen). Lepkość polimerów, powyżej 7$, wzrasta ze wzrostem ciężaru cząsteczkowego, co również wpływa na zmniejszenie pełzania. Wreszcie polimery kry staliczne lub częściowo krystaliczne (np. polietylen o dużej gęstości) są bardziej odporne na pełzanie niż materiały typowo szkliste (np. polietylen o małej gęstości).

Projektowanie polimerów odpornych na pełzanie

Szybkość pełzania polimerów można zmniejszyć przez wprowadzenie dc nich sproszkowanego szkła lub krzemionki, w przybliżeniu proporcjonalnie do ilości dodanego wypełniacza (zarówno PTFE na pokry cia naczyn kuchennych, jak i polipropylen, stosowany na elementy samochodowe, są wzmacniane w ten sposób). Znacznie lepszą odporność na pełzanie uzyskuje sic Nom-pozytów zawierających długie włókna (GFRP i CFRP). w których obciążenia jest przenoszona przez włókna nie ulegające pełzaniu a względu na dużą wytrzymałość.

Literatan uzupełniająca

^Ł dianie i W.R. Heller: Creep ofEngineenng Materials. McGraw H:li. 1993. literatura uzupełniająca w języku polskim

kA Dobrzański: Metaloznawstwo i obróbka cieple stopo*    ^>d.

^S,Vtiej, Gliwice, 1993.