Разработка методов оценки деформируемости арамидных нитей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.19.01, кандидат технических наук Тер-Микаэлян, Павел Юрьевич

• Тер-Микаэлян, Павел Юрьевич
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Тер-Микаэлян, Павел Юрьевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Некоторые механические свойства и характеристики волокон и нитей

1.2. Структура высокопрочных и высокомодульных волокон и нитей

1.3 Аналитическое описание деформационных свойств волокон и нитей в области неразрушающего действия механических сил

1.4. Практические и теоретические аспекты настоящей работы и ее задачи..42 ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКИ НИТЕЙ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Некоторые характеристики исследованных нитей

2.2. Механические испытания нитей и методика приготовления образцов для

исследования нитей с применением ИК спектроскопии

ГЛАВА 3. НЕКОТОРЫЕ ВЯЗКОУПРГИЕ СВОЙСТВА НИТЕЙ ИЗ ЖЕСКОЦЕПНЫХ И СРЕДНЕ - ЖЕСТКОЦЕПНЫХ ПОЛИМЕРОВ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ НАГРУЖЕНИЯ

3.1. Деформация нитей из жесткоцепных и средне-жесткоцепных полимеров при постоянной скорости растяжения

3.2. Релаксация напряжения в нитях из жесткоцепных полимеров

3.3. Аналитическое описание релаксации напряжения в нитях из жескоцеп-ных полимеров

3.4. Ползучесть нитей из жесткоцепных полимеров и анализ полученных результатов

3.5. Применение принципа температурно-временной аналогии и гипотезы о подобии изохронных кривых ползучести для описания ползучести арамид-ных нитей

3.5.1. Применение температурно-временной аналогии для описания ползучести нитей из жесткоцепных полимеров

3.5.2. Применение гипотезы о подобии изохронных кривых ползучести для

описания ползучести нитей из средне-жесткоцепных полимеров

Выводы к главе

ГЛАВА 4. ИЗМЕНЕНИЕ УПРУГИХ И ВЯЗКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НИТЕЙ ИЗ ЖЕСТКОЦЕПНЫХ ПОЛИМЕРОВ В ПРОЦЕССЕ ИХ ДЕФОРМАЦИИ И ИХ СТРУКТУРНАЯ ОБУСЛОВЛЕННОСТЬ

4.1. Влияние напряжения на изменение упругих и вязких характеристик нитей из жесткоцепных полимеров при их ползучести

4.1.1. Изменение упругих и вязких характеристик нитей в процессе ползучести

4.1.2. Зависимости изменения коэффициента вязкости модели при моделировании процесса деформации нити при ползучести

4.2. Оценки изменения упругих и вязких характеристик нити в процессе ее растяжения с постоянной скоростью по диаграммам растяжения

4.3. Механизмы роста модуля упругости нитей из жесткоцепных полимеров при их растяжении с постоянной скоростью деформации в изотермических

условиях

Выводы к главе

ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ И РЕКОМЕНДАЦИИ

5.1. Оценки релаксации напряжения в нитях из жесткоцепных полимеров по диаграммам растяжения, характеризующихся увеличением секущего модуля с ростом деформации

5.2. Оценки ползучести нитей из жесткоцепных полимеров по диаграммам растяжения, характеризующихся увеличением секущего модуля с ростом деформации

5.3. Прогнозирование диаграмм растяжения нити фенил он по кривым ползучести

Выводы к главе

РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ, ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ И РЕКОМЕНДАЦИИ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методов оценки деформируемости арамидных нитей»

ВВЕДЕНИЕ

Для целенаправленного получения нитей с определенными свойствами и изделий из нитей, большое значение имеет решение задач связанных с оценками и прогнозированием деформации нити при различных условиях испытаний, а также при условиях получения требуемого изделия. Для осуществления оценок и прогноза деформации нитей применяют теорию нелинейной вязкоупругости нитей, которая в настоящее время находится в стадии развития. Однако существующие теории не позволяют описать поведение нитей из жесткоцепных полимеров, характеризующихся изменением упругих и вязких характеристик нити в процессе деформации. Что касается вопросов связанных с методами описания и прогнозирования нитей из жесткоцепных полимеров при различных режимах деформации с учетом изменения упругих и вязких характеристик, то они практически не рассмотрены. Необходимость получения нитей из жесткоцепных полимеров с определенными свойствами и отсутствие методов описания и прогнозирования деформации нитей из жесткоцепных полимеров характеризующихся изменением их упругих и вязких характеристик в области неразрущающего действия внешних сил при деформации, определяет актуальность данной работы.

При разработке методов описания и прогнозирования изменения вязко-упргих свойств нитей первоочередной задачей является решение вопросов, связанных с разработкой моделей, в основе которых лежит изучение влияния напряжения, температуры, влажности и других воздействий на нить при различных режимах испытаний.

В настоящее время существуют различные теоретические и модельные подходы для описания вязкоупругих свойств нитей. Примерами могут быть механические модели, наследственные теории, математические модели и эмпирические подходы. В основе эмпирического подхода лежит метод описания семейства кривых нитей, полученных при одном режиме деформации, исключающий по своей сути переход от одного режима деформирования к другому.

В основе наследственных теорий лежит линейная теория наследственности, предложенная Больцманом, которую впоследствии развил Вольтерра. Нелинейные наследственные теории применяются для описания ползучести металлов, старения бетона, для описания нелинейной вязкоупругости нитей и других конструкционных материалов. Следует отметить, что при описании нелинейной вязкоупргости нитей с применением наследственной теории полагают, что в процессе деформации нити модуль упругости нити и параметры, характеризующие активационные процессы при растяжении нити не изменяются. Аналогичный подход, в общем, наблюдается и при развитии механических моделей для описания нелинейной вязкоупругости нитей.

Большой вклад в развитие наследственной теории, механических моделей и других теорий применительно к описанию различных материалов (металлов, полимеров, нитей и т.д.) внесли Г.Л. Слонимский, В.А. Каргин, А.П. Бронский, М.И. Розовский, Ю.Н. Работнов, Н.Х. Арутюнян, A.M. Сталевич, Г.М.Бартенев, Г.Н.Кукин, А.Н.Соловьев, И.Уорд, В.Г.Тиранов и другие исследователи. Развитие теоретических подходов для описания вязкоупругости материалов и изделий из них можно проследить по работам [1-25].

Следует отметить, что объединяющим началом между наследственными теориями, механическими моделями и другими теоретическими подходами применительно к описанию нитей является положение, связанное с общей деформацией: общая деформация представляется как сумма упругой деформации, высокоэластической деформации и остаточной деформации (пластической деформации).

Существование нескольких теоретических подходов для описания вяз-коупругих свойств полимерных материалов, и в частности нитей, определяется различием в структуре исследуемых материалов на различных уровнях, на макроскопическом уровне и микроскопическом.

Так как различие структур в исследуемых нитях определят их различие в деформационных свойствах, то для применения известных теорий или предлагаемых теорий для описания и повышения надежности прогнозирования

нелинейной вязкоупругости нитей, проявляемой при различных режимах испытания, необходимо проведение более детализированных исследований, связанных с изучением деформационных свойств нитей. Данный подход затрагивает одну из важнейших проблем материаловедения, связанной с повышением эффективности использования нитей как конструкционных материалов.

Из анализа работ приведенных в литературном обзоре следует, что в первом приближении можно считать, что наиболее изученными, с позиции модельного описания и методов прогнозирования вязкоупругих свойств, являются нити из синтетических полимеров, характеризующиеся сравнительно не высокой температурой стеклования и температурой плавления кристаллитов. Например, капроновая нить, лавсановая нить, полипропиленовая нить и т.д. К перечисленным объектам также можно отнести и пряжу различного состава. Что касается модельного описания нитей из жесткоцепных полимеров, то относительно данных полимеров существуют лишь единичные работы, которые посвящены в основном изучению деформационных и прочностных свойств исследованных объектов. Результаты исследований в данных работах являются необходимыми и полезными, но в них не рассматриваются вопросы, связанные с модельным описанием, позволяющие разрабатывать методы оценки и прогнозирования изменения вязкоупругих свойств исследованных нитей, проявляемых при различных режимах испытания.

Цель работы состоит в изучении деформации арамидных нитей при различных режимах нагружения и разработки структурно-механической модели описания и прогнозирования нелинейной вязкоупругости исследованных объектов.

В задачи работы входило:

- экспериментальное изучение деформации арамидных нитей на основе жесткоцепных макромолекул при разных режимах испытания;

- установление влияния напряжения, предварительного уровня деформации и температуры на релаксационные процессы в нитях;

- разработка методов установления закономерностей изменения упругих и вязких характеристик нити по кривым релаксации напряжения и кривым ползучести;

- построение механической модели и разработка метода прогнозирования изменения вязкоупругих свойств нитей по данным, полученным из обработки кривых релаксации напряжения и ползучести;

- апробация разработанного метода прогнозирования нелинейной вязкоупру-гости нитей, проявляемой при ползучести и при испытании в режиме релаксации напряжения по диаграммам растяжения.

Научная новизна работы состоит в установлении закономерности изменения упругих и вязких характеристик в процессе деформации арамидных нитей, в разработке механической модели для описания нелинейных вязко-упругих свойств исследованных нитей и в разработке методов прогнозирования изменения деформационных свойств нитей по данным, полученным из обработки кривых релаксации напряжения и диаграмм растяжения

Практическая значимость работы состоит в применении разработанных методов прогнозирования деформационных свойств арамидных нитей, проявляемых при различных режимах нагружения, по кривым релаксации напряжения и диаграммам растяжения, с целью оптимизации их использования при создании новых композиционных материалов.

Работа была выполнена на кафедре физики ФГБОУВПО МГТУ имени А.Н. Косыгина.

Основные результаты диссертационной работы, полученные непосредственно автором или в соавторстве, опубликованы в работах [24,47,106114,120].

Заключение диссертации по теме «Материаловедение производств текстильной и легкой промышленности», Тер-Микаэлян, Павел Юрьевич

РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ, ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ И

РЕКОМЕНДАЦИИ.

В настоящее время ряд отечественных производителей выпускает серийно арамидные нити для различных областей науки и техники. В частности ОАО «Каменскволокно» сообщил номенклатуру выпускаемых нитей [140].

Результаты проведенной работы отражены в общих выводах.

1. Проведены исследования деформации нитей из жесткоцепных ароматических полиамидов в режимах растяжения с постоянной скоростью деформации, релаксации напряжения и ползучести.

2. Впервые показано, что диаграммы растяжения отечественных нитей СВМ, Русар и Армос при различных скоростях деформации, характеризующиеся увеличением секущего модуля на начальной стадии деформации, описываются с учетом возрастания модуля упругости. Диаграммы растяжения в области уменьшения секущего модуля при дальнейшем увеличении деформации могут быть описаны с постоянным модулем упругости.

3. Опираясь на результаты проведенных исследований для ароматических нитей Русар и СВМ, из дифференциального уравнения механической модели получены уравнения для описания кривых релаксации напряжения, кривых ползучести и диаграмм растяжения. Показано влияние предварительной деформации на возрастание модуля упругости нитей и изменения вязкости.

4. На основе полученных уравнений для описания кривых релаксации напряжения, кривых ползучести и диаграмм растяжения арамидных нитей разработаны методы прогнозирования вязкоупругих свойств исследованных нитей по диаграммам растяжения и по кривым релаксации напряжения. Это позволяет осуществлять оптимальный выбор арамидных нитей, используемых для получения тканей для средств индивидуальной защиты, создание композиционных материалов, используемых в самолето - ракетостроении.

5. В отличие от нитей СВМ-1, для нитей СВМ-2 показана возможность определения упругих и вязких характеристик с применением принципа темпе-ратурно-временной аналогии, а также установлена зависимость изменения коэффициента вязкости от времени, напряжения и температуры, оказавшаяся аналогичной зависимости для алифатических капроновых нитей.

6. На основе впервые полученного дифференциального уравнения разработан метод прогнозирования вязкоупругих свойств нитей фенилон (номекс) пониженной жесткости макромолекул в области малых деформаций, характеризующихся диаграммами растяжения с убывающим секущим модулем.

Практическая значимость работы состоит в применении разработанных методов прогнозирования деформационных свойств арамидных нитей, проявляемых при различных режимах нагружения, по кривым релаксации напряжения и диаграммам растяжения с целью оптимизации их использования при создании новых композиционных материалов.

Выработанные рекомендации базируются на предлагаемых методов прогнозирования вязкоупругих свойств по кривым релаксации напряжения и диаграммам растяжения.

Выработанные рекомендации.

1. Применение разработанных методов прогнозирования нелинейной вязко-упругости нити, проявляемой при различных режимах нагружения, по кривым релаксации напряжения возможно только при условии однородной деформации компонент (волокон) нити при нагружении ее в области неразру-шающего действия напряжения.

2. Необходимым условием для применения разработанных методов прогнозирования вязкоупругих свойств арамидных нитей по кривым релаксации напряжения является адекватное описание кривых релаксации напряжения исследуемых нитей. Для корректного описания релаксации напряжения нити следует применять метод, изложенный в разделе 3. Последовательность действий. Строится зависимость lg а от Igt и аппроксимируется функцией lg er = -т \gt + с, где т > 0, с > 0. Затем определяется параметр т. После определения т вычисляются параметр к и время релаксации с применением уравнения (3.15). После определения параметра к и времени релаксации тр записывается уравнение (3.16), которое и применяется для описания релаксации напряжения в нитях при известных значениях <т0. Численные значения сг0, соответствующие значениям t = 0 (начальный момент времени), определяются из диаграммы растяжения для процесса релаксации напряжения. 3. При применении метода прогнозирования долговременной релаксации напряжения в нити и долговременной ее ползучести по диаграммам растяжения следует определить зависимость диаграмм растяжения от скорости деформации нити и принять во внимание формы диаграмм растяжения. Если семейство диаграмм растяжения характеризуются увеличением секущих модулей с ростом деформации, то для прогнозирования применяется метод, учитывающий изменение упругих и вязких характеристик нити в процессе ее нагруже-ния. Если же семейство диаграмм растяжения характеризуется уменьшением секущих модулей с ростом деформации, то для прогнозирования можно применить методы, в основе которых лежат положения о неизменности упругих и вязких характеристик нити в процессе ее деформации.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Тер-Микаэлян, Павел Юрьевич, 2012 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

1. Колтунов М. А. К вопросу выбора ядер при решении задач с учетом ползучести и релаксации. - Механика полимеров, 1966, № 4. С. 483 - 497.

2. Колтунов М. А. К вопросу выбора ядер при решении задач с учетом ползучести и релаксации. - Механика полимеров, 1966, № 4. С. 483 - 497.

3. Каргин В. А., Слонимский Г. Л. Краткие очерки по физикохимии полимеров. - М. Химия. 1967 г. 232 с.

4. Малинин Н. Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. - М. «Машиностроение», 1968. 400 с.

5. Ржаницын А.Р. Теория ползучести . —М.: Стройиздат, 1968. 416 с.

6. Гарофалло Ф. Законы ползучести и длительной прочности металлов. - М: «Металургия», 1968. 304 с.

7. Бартенев Г. М., Зеленев Ю. В. Релаксационные явления в полимерах. - Л. Химия, 1972. 249 с.

8. Аскадский A.A. Деформация полимеров. -М: «Химия». 1973г., 448 с.

9. Уорд. И. Механические свойства твердых полимеров. - М. Химия, 1975. 357 с.

10. Уржумцев Ю. С., Максимов Р. Д. Прогностика деформативности полимерных материалов. - Рига: Знание, 1975. С. 19-21.

П.Работнов Ю. Н. Ползучесть элементов конструкций. М, 1976. Элементы наследственной механики твердых тел. - М. Наука, 1977, 384 с.

12. Кауш Г. Разрушение полимеров - М."Мир". 1981г., 440с.

13. Бартенев Г. М., Зеленев Ю. В. Физика и механика полимеров - М: Высшая школа. 1983.г. 391 с.

14. Перепелкин К.Е. Структура и свойства волокон. - М. «Химия», 1985г, 208 с.

15. Кукин Г.Н., Соловьев А.Н., Кобляков А.И. Текстильное материаловедение (волокна и нити) - М.: Легпромиздат, 1989г., 349 е..

16. Тиранов В. Г., Чайкин В. А. К задаче моделирования нитей с нелинейными реологическими свойствами. - Известия вузов ТТП. 1993, № 5, С. 5 - 8.

17. Герасимов В.И., Иванов М.В. Влияние жесткости и разнодлинности проходных цепей, а также характера их зацепления в кристаллах на механические свойства ориентированных полимеров (модельное рассмотрение). // Вы-сокомолек. Соед., 1995 г., серия А, т.37, №4, С. 621-627.

18. Сталевич A.M., Макаров А.Г. Вариант спектра наследственно - вязкоуп-ругой релаксации синтетических нитей. // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 2000 г. №3, С. 8-13.

19. Суворова Ю.В., Алексеева С.И. Инженерные приложения модели наследственного типа к описанию нелинейного поведения полимеров и композитов с полимерной матрицей. — М.: Заводская лаборатор., №5, 2000г. С. 47.

20. Щербаков В.П. Прикладная механика нити - М.:, МГТУ им. Косыгина, 2001г. 300 с.

21. Макаров А.Г., Сталевич A.M. Вариант прогнозирования процессов деформирования синтетических нитей. // Химические волокна, 2001, №4, С. 67 -69.

22. Суворова Ю.В., Алексеева С.И., Мосин A.B. Моделирование деформационного поведения материалов с вязкоупругими характеристиками.// Вестник научно-технического развития. №4(32), 2010г. С.29-30.

23. Саркисов В.Ш., Москин И.В., Чеченева A.A., Поспергелис М.И. К вопросу описания деформируемости пряжи с применением наследственной теории. // Наука и образование, электронное научно-техническое издание, 2010г.,№1.

24. Тер - Микаэлян П.Ю., Шаблыгин М.В., Саркисов В.Ш. Построение модели вязкоупругости комплексных нитей. // Известия ВУЗов, ТТП. 2010 г. № 7. С. 88-93.

25. Горшков А.Г., Старовойтов Э.И., Яровая A.B. Механика слоистых вязко-упруго-пластических элементов конструкций.- М.: ФИЗМАТ ЛИТ, 2005г. 576с.

26. Перепелкин К.Е., Мачалаба H.H., Курылаева, Андреев A.C. Армос- отечественная альтернатива арамидам (кевлару)// Библиотека сайта Набивка, ру 2011г.

27. Тугов И. И., Кострыкина Г. И. Химия и физика полимеров. - М: «Химия», 1989.Г., 432 с.

28. Цой Б, Карташов Э.М., Шевелев В.В. Прочность и разрушение полимерных пленок и волокон. - М.: Химия, 1999г. 496с.

29. Петров В.А., Башкарев В.И., Веттегрень В.И. Физические основы прогнозирования долговечности конструкционных материалов.- СПб.: изд-во Политехника, 1993 г. 475с.

30. Мигушов И.И. Механика текстильной нити и ткани.- М.: Легкая индустрия, 1980,- 160с.

31. Шустов Ю.С., Логвинов А.Н. Зависимость относительного разрывного удлинения однослойной хлопчатобумажной ленты от ее структуры // Вестник ДИТУД. Димитровград.: 2000. №3. С. 5-9.

32. Шустов Ю.С., Логвинов А.Н. Определение оптимальной разрывной нагрузки хлопчатобумажной ленты в зависимости от ее структуры // Вестник ДИТУД. Димитровград.: 2001. №1. С.5-10.

33. Волынский А.Л. Зависит ли прочность твердого тела от его размеров?.// Природа, 2007г. №9, С. 10-19.

34. Волынский А.Л. Удивительные свойства упаковочной пленки.// Природа, 2005г. №5, С. 67-72.

35. Волынский А.Л. Эффект Ребиндера в полимерах.// Природа, 2006г. №11, С. 11-18.

36. Волынский А.Л., Новый подход к оценке деформационно-прочностных свойств твердых тел нанометровых размеров.// Известия РАН, 2009г. №5, С. 847.

37. Ярышева Л.М., Панчук Д.А., МоисееваС.В. и др. Механизм разрушения металлического покрытия при одноосном растяжении полимера-подложки

ниже его температуры стеклования.// Высокомолек. соед. сер.А. 2006г. Т.48. №6. С.970.

38. Цобкалло Е.С., Начинкин О.И. Изменение прочностных и деформационных характеристик у нитей из жесткоцепных полимеров после их предварительного деформирования. // Тверь. Физико-химия полимеров (синтез, свойства применение). Сборник научных трудов. 1998г. С. 56-61.

39. Баженов C.JL, Рогозинский А.К. Эффект роста модуля упругости волокон СВМ при растяжении в режиме релаксации напряжения.// Высокомолек. Соед. Б, 2000, Т.42, №12, С.2177

40. Бронников C.B. Температурно-временная релаксация модуля Юнга высокоориентированных полимеров.// Тверь. Физико-химия полимеров (синтез, свойства применение). Сборник научных трудов. 1998г. С. 32-36.

41. Москин И.В., Саркисов А.Ш., Саркисов В.Ш. К вопросу расчета вязкоуп-ругих характеристик высокоориентированных полимеров по диаграммам ползучести с применением принципа напряженно-временной аналогии.// Тверь. Физико-химия полимеров (синтез, свойства и применение). Сборник научных трудов. Выпуск 13. 2007, с.116-120.

42. Сталевич A.M., Кикец Е.В., Слуцкер Г.Я. Прогнозирование восстановительного деформационного процесса синтетической нити из ПЭТ. // Тверь. Физико-химия полимеров (синтез, свойства применение). Сборник научных трудов. 1998г. С. 62-68.

43. Сталевич A.M., Шинтарь В.В., Каминский В.Н., Методика определения упруго - релаксационных характеристик поликапроамидных нитей // Хими-ческ. волокна, 1985 г., №3, С 41-43.

44. Саркисов В. Ш., Тиранов В. Г. Оценка изменения модуля упругости высокоориентированного лавсана в процессе ползучести.// Тверь, Физико-химия полимеров (синтез, свойства и применение) сборник научных трудов, выпуск 4., 1998, С. 75-79.

45. Саркисов В. LLL, Саркисов А. Ш., Виноградов Б. А. Оценка изменения модуля упругости при растяжении ориентированного ПА-6 исходя из струк-

турных представлений. - Тез. докл. Вторая международ, научно-техническая конференция «Актуальные проблемы фундаментальных наук». Москва. МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сборник докладов, 1994, т. 2, кн. 1, С. 67 - 69.

46. Ильюшин А. А., Победря В. В. Основы математической теории термовяз-коупругости. - М: «Наука», 1970г., 280 с.

47. Тер-Микаэлян П.Ю., Шаблыгин М.В., Тиранов В.Г., Саркисов В.Ш. К описанию ползучести комплексных нитей из жесткоцепных полимеров.// Химические волокна. 2009 г. № 3. С. 36-39.

48. Алешин P.P. Разработка метода оценки деформационных свойств технических нитей в динамическом режиме - автореферат дис. на соиск. канд. техн. наук. 2008 г.

49. Аносов, М. С., Алешин P.P. Касательный и секущий модули упругости. // Дни науки - 2008, тез. докл. СПГУТД - СПб., 2008г. С. 246-248.

50. Гойхман А.Ш., Соломко В.П. Кристаллическая структура поликапроами-да (полиамида-6). - Итоги науки и техники. Химия и технология высокомолекулярных соединений. М. 1983г. Т18. С.92-151.

51. Дехант И., Данц Р, Киммлер В. Инфракрасная спектроскопия полимеров-М: «Химия». 1976г., 472с.

52. Веттегрень В.И. Возбужденные химические связи в полимерах.// Тверь, Физико-химия полимеров (синтез, свойства и применение) сборник научных трудов, выпуск 4., 1998, С. 26-31.

53. Добровольская И.П., Тараканов Б.М., Верещака Т.Ю., Румынская И.Г., Черейский З.Ю. Влияние пористой структуры углеродного наполнителя на оптические свойства пленочного композиционного материала.// Тез. доклада. Третья Всероссийская Каргинская конференция «ПОЛИМЕРЫ-2004».2004г. Москва. МГУ. Том 2. С. 109.

54. Егоров Е.А., Жиженков В.В., Савицкий A.B., Горшкова И.А. ЯМР исследование термотропного жидкокристаллического сополимера при высоких температурах. // Тверь, Физико-химия полимеров (синтез, свойства и применение) сборник научных трудов, выпуск 4., 1998, С. 19-25.

55. Баженов C.JI., Рогозинский А.К. Два механизма роста модуля упругости волокон СВМ при растяжении.// Высокомолек. соед. А, 2000, Т.42, №12, С. 2153.

56. Удра С.А., Петкиева Д.В., Мащенко В.И., Герасимов В.И. Исследование дисперсной структуры гелей полиакрилонитрила.// Тверь, Физико-химия полимеров (синтез, свойства и применение) сборник научных трудов, выпуск 14., 2008, С. 7-12.

57. Волкова Е.А. Поляризационные измерения. - М. Издательство стандартов. 1974г. 155с.

58. Сидоров О.В., Шаблыгин М.В. Определение профиля показателя преломления и двулучепреломления СВМ волокон.// Тверь, Физико-химия полимеров (синтез, свойства и применение) сборник научных трудов, выпуск 4., 1998г., С. 41-43.

59. Годовский Ю.К. Теплофизические методы исследования полимеров-М: «Химия», 1976 г. 216с.

60. Носов М.П. Сверхпрочные волокна, полученные методом ориентацион-ной кристаллизации из геля. // Химические волокна. 1992 г.с.8-17.

61. Рухля Е.Г, Ярышева Л.М., Шеляков О.М., Волынский А.Л., Бакеев Н.Ф. Крейзинг ПЭТФ в растворах ПЭО различной молекулярной массы.// Тверь, Физико-химия полимеров (синтез, свойства и применение) сборник научных трудов, выпуск 14., 2008г., С. 13-19.

62. Волынский А.Л., Ярышева Л.М. Универсальный метод получения нано-композитов на полимерной основе.// Российские нанотехнологии. 2007г. Т2. №3-4. С.58

63. Трофимчук Е.С., Никонорова Н.И., Нестерова Е.А., Музафароф A.M. и др. Получение пленочных композитов на основе крейзованных полимеров и наночастиц силиказоля. // Российские нанотехнологии. 2009г. Т4. №9-10.

С. 164.

64. Перепелкин К.Е. Химические волокна: развитие производства, методы получения, свойства, перспективы - СПб: СПГУТД; 2008г. 354с.

65. Папков С.П. Основы химии и технологии химических волокон. — М: «Химия». 1990г. 390с.

66. Годовский Ю. К. Теплофизика полимеров. - М: «Химия», 1982 г. 280с.

67. Марихин В.А., Мясникова Л.П. Надмолекулярная структура полимеров -Л: «Химия», 1977г. 238с.

68. Ельяшевич Г.К., Карпов Е.А., Лаврентьев В.К., Поддубный В.И., Генина М.А., Забашта Ю.Ф. Формирование некристаллических областей в полиэтилене при высоких степенях растяжения.// Высокомолек. соед. 1993г., сер.А. Т.35. №6.С. 681-685.

69. Марихин В.А., Мясникова Л.П., Успенский М.Д. Особенности ориента-ционной вытяжки гель-закристаллизованного полиэтилена.// Высокомолек. соед. 1993г., сер.А. Т.35. №6., С.686-692.

70. Пахомов П.М., Голикова А.Ю., Галицын В.П., Хижняк С.Д. и др. Строение сверхориентированных волокон полиэтилена, полученных методом гель-формования.// Тверь, Физико-химия полимеров (синтез, свойства и применение) сборник научных трудов, выпуск 12., 2006г., С. 23-29.

71.Зубов Ю.А., Бакеев Н.Ф., Кабанов В.А. и др. Структурные особенности волокон из полипропилена и поликапроамида с повышенным модулем и прочностью. Препринты III Международного симпозиума по химическим волокнам. Тверь (Калинин). 1981г. с.53-64.

72. Анохин Д.В., Неверов В.М., Чвалун С.Н., Годовский Ю.К. Формирование молекулярных агрегатов в полимерных системах. - Третья Всероссийская Каргинская Конференция "Полимеры - 2004", Москва, МГУ, 2004 г.,том 1, с.202

73. Липатов Ю.С, Шилов В.В., Гомза Ю.П., Кругляк П.П. Рентгенографические методы изучения полимерных систем. Киев, 1982г.. 296 с.

74. Гуль В.Е., Кулезнев В.М. Структура и механические свойства полимеров. -М: «Высшая школа». 1972г., 320 с.

75. Рысюк Б.Д., Носов В.П. Механическая анизотропия полимеров.- Киев, «Наукова думка», 1978г., 230с.

76. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория упругости. - М: Наука, 1965г., 202с.

77. Гойхман А.Ш., Кириченко В.И., Демченко С.С. Полиморфизм и структурные превращения при отжиге поликапроамида.// Высокомолек. соедин. 1982г. сер.А, Т.24. №1, С.43-50

78. Гойхман А.Ш., Танщюра Т.П., Исследование полиморфизма поликапроа-мида.//Высокомолек. соед. 1968г., сер.А, Т.10.№4, С.724-729.

79. Kunugi Т, Suzuki, Akiyama J. preparation of high modules fibers by sone-annaling ander high stress: application to PET and Nylon 6. //Polymer Chem., 1979, №20, p.778-779.

80. Вундерлих Б. Физика макромолекул - M: 1976г.Т.1, 624с.

81. Бирштейн Т.М., Птицын О.Б. Конформации макромолекул. -М: Наука, 1964г., 391с.

82. Волькенштейн М.В. Конфигурационная статистика полимерных цепей. -М, Изд-во АН СССР, 1959г., 466с.

83. Цобкалло Е.С., Громова Е.С. Влияние предварительного нагружения на деформационно-прочностные свойства технических нитей из среднежестко-стных полимеров. // Тверь. Физико-химия полимеров (синтез, свойства применение). Сборник научных трудов. 1998г. С. 69-74.

84. Алешин Р. Р. Автореферат на соискание ученой степени канд. техн. наук. - Санкт-Петербург. 2008г.

85. Алешин Р. Р., Тиранов В.Г. Модельное представление процесса релаксации напряжения и последующего упругого последействия нити // Изв. вузов. Технол. текс. пром-сти., 2008 г.,№ 2, С. 132-133.

86. Алешин Р. Р., Тиранов В.Г. Свойства полимерных материалов при «мгновенном» приложении нагрузки // Дизайн. Материалы. Технологии. - 2008г. -№3(6).-С. 59-61.

87. Тиранов В.Г., Разумовская Е.А., Алешин P.P. Критерии оценки работоспособности нитей из гибко - и жесткоцепных полимеров, получаемые из диаграммы растяжения // «Современные технологии и оборудование тек-

стильной промышленности» (Текстиль - 2007), тез. докл. /МГТУ им. А. Н. Косыгина-М., 2007г. С. 34-36.

88. Шаблыгин М.М., Новикова Л.А., Мамонова Т.С., Коваленко Г.Т. ИК-спектроскопический и термодинамический методы идентификации и структурных особенностей мономерных и полимерных соединений в производстве арамидных волокон.// «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (Текстиль - 2007), тез. докл. /МГТУ им. А. Н. Косыгина - М., 2007г. С. 56.

89. Смирнов Л.С., Шавлюк В.Н. Текстурированные нити. - М.: Легкая индустрия., 1979, 232 с.

90. Авророва Л.В., Будницкий Г.А., Волохина A.B., Лукашева Н.В. Полиэфирные высокопрочные нити. Получение, свойства и области применения. Вопросы оборонной техники. Серия 15. Композиционные неметаллические материалы в машиностроении. М.: НТЦ "Информатика" 1996. Вып. 3 (115).4 (116), С. 7.9.

91. Белицин М. Н. Синтетические нити - М.: Легкая индустрия, 1970г. -192 с.

92. Белицин М.Н. Синтетические и искусственные нити. - М.: Легкая индустрия, 1976г. -176с.

93. Гончарова Э.В., Усенков В.А. Влияние крутки на механические свойства и износостойкость полипропиленовых комплексных нитей // Текстильная промышленность, 1972г. №5. С.28-29.

94. Матуконис A.B. Производство, свойства и применение неоднородных нитей. - М.: Легпромбытиздат, 1987г., 136с.

95. Кудрявцев Г.И., Варшавский В.Я., Щетинин A.M., Казаков М.Е. Армирующие химические волокна для композиционных материалов.- М.: Химия, 1992г., 236с.

96. Челышев А. М, Полушкин A.A. Чайкин В.А. Построение имитационных моделей нитей со сложными волокнистыми структурами. // Перспективы использования компьютерных технологий в текстильной и легкой промышлен-

ности (ПИКТЕЛ - 2003): сб. матер. 1 междунар. науч.-техн. конф. Иванов, гос. текст, академия. - Иваново, 2003г. - С. 248-250.

97. Челышев A.M., Каневский A.C., В.А. Чайкин В.А., Майоров A.M. Инден-тификация механических моделей с наследственными свойствами // Международная научно-техническая конференция "Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности" (ПРОГРЕСС - 2006), Иваново,2006г. С.7.

98. Суворова Ю.В. Нелинейные эффекты при деформировании наследственных сред.// М., Механика полимеров , 1977г., №6, С. 976—980.

99. Суворова Ю.В. Учет температуры в наследственной теории пластических сред.//Проблемы прочности, 1977г., №2, С. 43—48.

100. Суворова Ю.В., Алексеева С.И. Инженерные приложения модели наследственного типа к описанию нелинейного поведения полимеров и композитов с полимерной матрицей.// М.: Заводская лаборатория, №5, 2000г. С.47

101. Сталевич A.M. Расчетное прогнозирование нагруженных состояний синтетических нитей. - Известие вузов. ТЛП. - 1989, № 3, с. 23 - 29.

102. Сталевич A.M., Сударев К.В., Сталевич З.Ф. Нелинейная вязкоупругость ориентированных полимеров при высокоскоростном нагружении // Проблемы прочности. 1986 г., №4, С. 86 - 89.

103. Сталевич A.M. Уравнения нелинейной вязкоупругости высокоориентированных полимеров // Проблемы прочности. 1981 г., №12, С. 95 - 98.

104. Сталевич А.М, Макаров А.Г., Петрова Л.Н., Челышев A.M. Моделирование вязкоупругости полимерного волокнистого материала сложного строения // Физико-химия полимеров, вып. 10 - Тверь: Изд-во Тверского университета, 2004г., С. 106-110

105. Макаров А.Г. Определение аналитической взаимосвязи нормированных ядер релаксации и ползучести в линейной теории вязкоупругости текстильных материалов // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 2002 г. №2 с. 13-17.

106. Саркисов А.Ш, Тер - Микаэлян П.Ю., Карапетян Н.Ш., Саркисов В.Ш. К модельному описанию деформации ориентированных поликапроамидных волокон // Физико-химия полимеров синтез, свойства и применение. Сборник научных трудов. Выпуск 14. Тверь 2008 г. С.57-62.

107. Тер - Микаэлян П.Ю., Саркисов А.Ш., Карапетян Н.Ш., Саркисов В.Ш. К вопросу моделирования пучка параллельно расположенных волокон при одноосном растяжении // Физико-химия полимеров синтез, свойства и применение. Сборник научных трудов. Выпуск 14. Тверь 2008 г. С.63 - 68.

108. Тер-Микаэлян П.Ю., Саркисов В.Ш. К вопросу описания деформации пучка параллельно расположенных волокон при одноосном растяжении // Тезисы доклада Международная научно-техническая конференция «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» «Текстиль-2008». Москва, МГТУ им. А.Н.Косыгина. С. 12

109. Тер - Микаэлян П.Ю., Шаблыгин М.В., Саркисов В.Ш. К количественному описанию вязкоупругости нити фенилон // Химические волокна. 2008 г. №6. С. 40-43.

110. Саркисов А.Ш, Тер - Микаэлян П.Ю., Шаблыгин М.В., Саркисов В.Ш. Модель для описания вязкоупругости комплексных нитей с применением гипотезы о подобии изохронных кривых ползучести // Известия ВУЗов, ТЛП. 2009, Т.З, № 1.С. 57-60.

111. Тер-Микаэлян П.Ю., Шаблыгин М.В. Автоматизация расчетов вязкоуп-ругих свойств арамидных материалов// Международная научно-техническая конференция «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (ТЕКСТИЛЬ-2010). Москва, МГТУ им. А.Н.Косыгина. С. 191.

112. Тер-Микаэлян П.Ю. , Шаблыгин М.В. К количественному описанию ползучести нити фенилон // Тез.доклада. "Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности" (Поиск-2011) Иваново -2009, часть 1, С. 152-153.

113. Тер-Микаэлян П.Ю. К описанию релаксации напряжения в нитях из же-сткоцепных полимеров // Тез.доклада. "Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности" (Поиск-2011) Иваново -2011, часть 1, С. 144-145.

114. Тер - Микаэлян П.Ю., Саркисов А.Ш., Шаблыгин М.В., Тиранов В.Г., Саркисов В.Ш. К описанию релаксации напряжения в нитях из жесткоцеп-ных полимеров //Известия ВУЗов, ТЛП. 2011г., Т.13, № 3. С.44-47 . .

115. Челышев A.M., Полушкин А.А, Чайкин В.А. Имитационные модели для прогнозирования изменения свойств нитей, подвергающихся механической обработке. // Компьютерное моделирование 2003: Труды 4-й междунар. науч.-техн. конф. «Нестор». - СПб, 2003г. - С. 361-362.

116. Челышев A.M., А. А. Полушкин А.А, Чайкин В.А. Использование механических моделей для описания свойств внутренних структур нитей. // Научно-технические проблемы прогнозирования надежности и долговечности конструкций и методы их решения: Труды V междунар. конф. СПбГПУ. -СПб, 2003г.-С. 586-587.

117. Sarkisov V.Sh., Tiranov V.G. The Model discribing Viscouse - elastic properties of high oriented sintetic fibres.// 3-rd International Symposium "Molecular mobility and order in polymer systems": Saint-Petersburg, 1999. P 015.

118. Рыбин A.A., Бухаров C.B., Шаблыгин М.В., Слугин И.В. Дилатонный подход к оценке предельных механических свойств арамидных волокон при высокоскоростных импульсных нагрузках. // Химические волокна, 2006г. №6, С. 9-11

119. Луковкин Г.М., Волынский А.Л., Бакеев Н.Ф. Аналитический вид динамометрических кривых для полимеров в изотермических условиях // Высо-комолек. соед. 1986г. XXVIII, №6, С. 1253 - 1258.

120. Тер - Микаэлян П.Ю., Саркисов А.Ш., Шаблыгин М.В., Саркисов В.Ш. К описанию диаграмм растяжения комплексной полиэфирной нити при высоких скоростях деформации // Известия ВУЗов, ТЛП. 2009, Т.4 №2. С. 72 -75.

121. Корсуков В.Е., Корелина Н.Ф., Петров В.А. О кинетических параметрах деформирования полимеров. // Физика твердого тела, 1981г., Т23, вып.2, С.387-392.

122. Ильюшин A.A., Победря Б.Е. Основы математической теории термо-вязкоупругости. — М., «Наука», 1970г., 280 с.

123. Слонимский Г.Л. Релаксационные процессы и пути их описания // Вы-сокомолек. соед. 1971г. №2, С. 450-459.

124.Саркисов В.Ш., Бекина A.A., Москин И.В. О влиянии предварительной высокоэластической деформации на релаксацию напряжения ориентированных волокон при сложных режимах нагружения. - Известия ВУЗов, 2007, №3,с. 127-130

125. Уржумцев Ю.С., Максимов Р.Д. О напряженно-временной аналогии при нелинейной вязкоупругости.// Механика полимеров, 1968г. № 2. С. 379 - 381.

126. Гухман A.A. Введение в теорию подобия. - М.: Высшая школа, 1973г.-296 с.

127. Северцев H.A., Шолкин В.Г., Ярыгин Г.А. Статистическая теория подобия. Надежность технических систем.- М.: «Наука», 1986г. -205с.

128. Афанасьев Ю.Д. Теория подобия в инженерных расчетах. - М.: Высшая школа, 1967г. -235 с.

129. Червяков A.A., Рыбин A.A. Анализ деформационных свойств арамидных волокон класса СВМ при высокоскоростном растяжении. // XXXIII «Гага-ринские чтения». Научные труды Международной молодежной конференции -М.: «МАТИ», 2007г., Т.1, С. 80-81.

130. Червяков A.A., Рыбин A.A. Исследование механических свойств арамидных волокон при высокоскоростном растяжении. // XXXII «Гагаринские чтения». Научные труды Международной молодежной конференции - М.: «МАТИ», 2006г., Т.1, С. 108-109.

131. Червяков A.A., Рыбин A.A. Анализ деформационных свойств арамидных волокон класса СВМ при высокоскоростном растяжении. // XXXIII «Гагаринские чтения». Научные труды Международной молодежной конференции -М.: «МАТИ», 2007г., Т.1, С. 80-81.

132. Бронников C.B., Веттегрень В.И., Калбина Н.С., Корсавин JI.H., Френкель С.Я. К описанию долговременной релаксации напряжений возникающих при растяжении ориентированных полимеров //Высокомолек. соед. 1990г. серия А, т.32, №7, С. 1500 - 1504.

133. Саркисов В.Ш. Автореферат на соискание ученой степени докт. техн. наук. - Санкт-Петербург. 2001г.

134. Москин И.В., Бекина A.A., Саркисов В.Ш. К расчетному прогнозированию процессов деформирования синтетических нитей при различных режимах нагружения по диаграммам ползучести. - Известия ВУЗов, ТТП. 2007, №4,С. 109-113.

135. Вентцель Е.С. Теория вероятностей.- М. «Наука». 1969г. 576с.

136. Пахомов П.М., Шаблыгин М.В.Ориентационное упрочнение гибко- и жесткоцепных полимеров // Высоком, соед., 1982, 24А, №5, С. 1020-1024.

137. Шаблыгин М.В., Никитина O.A., Белоусова Т.А., Кудрявцев Г.И. Влияние водородной связи на процессы самоупрочнения при воздействии температуры на ароматические полиамиды // Высоком, соед., 1982, 24А, №5, С. 984-990.

138. Багаутдинова С.С., Вавилина Т.С., Комиссаров C.B., Склярова Г.Б., Шаблыгин М.В. Абсорбционный ИК-спектральный анализ содержания состава и структурных особенностей арамидных полимерных и сополимерных систем, содержащих бензамидные и бензамидазольные фрагменты // Химические волокна 2011, №2, С.45-48.

139. Бокова С.Н., Мамонтова Т.С., Образцова Е.Г., Склярова Г.Б., Шаблыгин М.В. Структурно-ориентационные явления в арамидных системах, содержащих одностенные нано-трубки // Химические волокна 2011, №4 С. 32

140. Лакунин В.Ю., Шаблыгин М.В., Склярова Г.Б., Ткачева Л.В. Номенклатура и свойства арамидных нитей, производимых ОАО «Каменскволокно». -Химические волокна, 2010, №3, с. 16-24.

ПРИЛОЖЕНИЯ Приложение 1. Приложение к разделам 3.3,3.5.2,4.3 и 5.3 Модель для описания нелинейной вязкоупругости комплексных нитей

Для описания нелинейной вязкоупругости комплексных нитей рассмотрим модель, приведенную на рис. 1 (схематическое изображение комплексной нити, угол закручивания /? = 0 [15]).

Рис. 1. Схематическое изображение соединения механических моделей

В разрабатываемой модели, вязкоупругость компонент комплексной нити в области малых деформаций описывается трехэлементными механическими моделями. Для моделирования деформации всей нити они соединены параллельно. Данная модель представлена на рис. 1 (рис.1 - схематическое изображение соединения механических моделей). Параллельное соединение трехэлементных моделей следует непосредственно из определения комплексной нити (параллельное расположение мононитей в нити [15]).

Каждая из моделей учитывает наличие упругой и высокоэластической деформации в соответствующих компонентах нити. Упругий элемент 1, г -той механической модели, моделирует упругую деформацию г - той мононити реализующейся мгновенно после приложения (снятия) нагрузки.

Модуль упругости элемента 1 - Еи. Высокоэластическая деформация / -той мононити зависящая от времени пребывания мононити под нагрузкой и

обусловленная обратимыми активационными процессами, протекающими в мононити в процессе ее деформации, моделируется упругим элементом 2 и вязким элементом 3. Модуль упругости упругого элемента 2, / - той механической модели - Е21. Коэффициент вязкости среды / - той механической модели -т;,.

Вывод уравнения, для описания ползучести материала с применением гипотезы о подобии изохронных кривых ползучести [4,109]:

а = <р(£)ц/{() (1)

Из условия равновесия, для ¡-той механической модели имеем, что

ст. = ст21 +<т3/, (2)

где сг; - напряжение, обусловленное приложенной силой Р, аи - напряжение, возникающее в первом элементе, а21 - напряжение, возникающее во втором элементе, <т3( - напряжение, возникающее в третьем элементе.

Суммарная деформация е1 1 - модели складывается из упругой деформации модели £ = £ь = — и высокоэластической деформации £ш:

+ (3)

где ев1 = £2, = £3,, £2, - деформация элемента 2, £Ъ1 -деформация элемента 3. Из уравнения (3), следует, что

*-=*|-1Г (4)

Л Г »-»1 ^ яг

Учитывая, что скорость высокоэластическои деформации —— связана с на-

&

пряжением <тзг равенством где ц- коэффициент вязкости, а на-

Ш

пряжение, возникающее в элементе 2 равно сг2/ = Е21£ъ, из уравнений (2) и (4) выводится дифференциальное уравнение механической модели для описания процесса растяжения г - той мононити учитывающей активирующее действие напряжения на процесс деформации и ряд других факторов:

= E2i

{ \

е-*-F

V У

at

где т]1 =rii(MJ(<rm),t,emi,T)- коэффициент вязкости, t- текущее время, Eu и ЕгГ упругие характеристики, smi - уровень предварительной высокоэластической деформации, AU{am) - энергия активации, определяемая из экспериментов на ползучесть соответствующая напряжению ат, Т - температура испытания.

Рассматривая мононить как реологическое твердое тело, допустим, что

при растяжении i - той мононити в изотермических условиях при smi = 0, для коэффициента вязкости г/ мононити выполняется правило логарифмической аддитивности, то есть

V-Сrjх(N)tj2(AU(crn))?7з(м), (6)

где С = const., N = N^y/{t), N0 - число активационных центров при t = 0, y/{t) - функция, зависящая от времени, М - средняя молекулярная масса мононити.

Из зависимости (6), при М = const., следует, что

V = Cj{aM), (7)

где Сх = CN0?]3(m), Vl{AU{an))=f{an), /(о) = 1.

Из (7) вытекает, что зависимость коэффициента вязкости среды i - той механической модели от напряжения и времени должна иметь следующий вид:

Л, У^т > 0=ад(о-М) (8)

Допустим, что упругие характеристики i - той модели Еи, E2j изменяются в процессе растяжения модели по следующим законам:^, = E10jfi{aIJi), E2i = E20ift(crni), где Еш и Ет- постоянные. Следует отметить, что, так как энергия активации AU(ani) не зависит от режимов достижения заданного ит и определяется из экспериментов на ползучесть, то введение зависимостей для Еи, Еъ и ?], от сгя. означает, что величины данных характеристик при на-гружении не зависят от режимов достижения заданного напряжения ат. С учетом равенства (8) и приведенных зависимостей для Еи и Е2., дифференциальное уравнение (5), после проведения подстановок приводиться к виду:

cr,

Eio ifMm),

te*

dt

(9)

После умножения правой и левой части равенства (9) на т,, а затем деления на /. (стт ) и проведения суммирования, получим, что

IuTΗ\ = Lmi

J20i

<У,

£.--1-

. ' Ewft(a„X

+ Cuy/,{t}

dt

(10)

Для установления зависимости сг, от <т воспользуемся формулой ст. = Р./ s, где Р- сила, приложенная к i - той мононити, s. - площадь поперечного сечения i - той мононити. Уравнение равновесия модели, с учетом приведенной формулы для напряжения сг, представим в виде:

п

cr = YJfniai, (11)

;=i

где mi = sj S, S - площадь поперечного сечения комплексной нити. Из условия совместности упругой деформаций eyi = syj и закона Гука следует, Е f ier )

что сг = сг; После подстановки последнего равенства в уравнение

Ет1\°т)

(11) и проведения преобразований, получим зависимость для at :

_ oEw iffam)

П

(12)

i=\

Из уравнения (10), с использованием уравнения = --—

Л йг Еш/\стт) <&

(уравнение следует из условия совместности деформаций: в = е1 = £у1 + ет и закона Гука) и зависимости (12) выводится дифференциальное уравнение модели для описания вязкоупругих свойств комплексной нити включающее в себя вязкоупругие характеристики компонент нити:

d£

п

/=1

1

deг

dt ÊW<£10ifi{°m) dt

/=1 i=i

20/

1 + —-

п

V /=1

YjmtE ю, (=1

п п

Е miEmfi (am) Zw АУ, W

/=1

<=i

Разрешая (13) относительно е при напряжении а = const. (<тПа = ег )полу-

чим уравнение ползучести модели, которое представим в виде:

е =

п

1=1

и

<1+ ы п 1-ехр

lLmiE20i

(=1 V

и

Ь^-

V /=1

(14)

Из уравнения (14), выводится уравнение, для ев, которое по своей структуре аналогично уравнению (1), что позволяет использовать уравнения модели (14) для описания ползучести исследуемых объектов с применением гипотезы о подобии изохронных кривых ползучести.

Вывод дифференциального уравнения механической модели для описания нелинейной вязкоупругости нити:

ds E7s 1 dcr

--1---— = ----1-

dt rj(-,t) Ех dt

1 + — v EXJ

(15)

Допустим, что упругие характеристики г - той модели Еи, Еъ - постоянные и 7/,.(<тЯ).,/) = (•,?). Тогда уравнение (13) примет вид:

ds

/=1

1 da

i=1 (=1

• +

1+ м-

П

V 1=1

ri

(16)

<=i

Уравнения (15) и (16) идентичны по структуре. Из их сравнения следу-

п п п

ет, что при Ех = ^т^ , Е2 = и из уравнения (16)

/=1 /=1 ¡=1

выводится дифференциальное уравнение (15).

л

Приложение 2. Приложение к разделам 4.2, 5.1 и 5.2 В таблице 1 приведены численные значения параметров а,Ь,с и <1, определенные по диаграммам растяжения.

Таблица 1

Нить Русар-2

Деформация £\(%) 0,425 0,75 0,965 1,28

а 1,023-10"17 1,798-10"" 2,907-10"8 2,907-10"8

Ь 39 24,6 17,3 17,3

с 200 99 59,8 56,5

а 0,0069 0,0102 0,0164 0,028

Нить СВМ-1

Деформация 0,49 0,82 0,94 1,06

а 5,01-10"8 1,67-10"9 1,67-10"9 1,67-10"9

Ь 16,5 19,8 19,8 19,8

с 303 169 312 131

а 0,027 0,0208 0,0227 0,0238

Нить Армос

Деформация 0,44-0,96 1,74-2,8

а 0,00122 0,278

Ь 6 1,8

с 113,6 111,8

а 0,0584 0,0829

«УТВЕРЖДАЮ» Заместитель технического

АктвЩцрйшя.

директора по развитию, к. х, н.

»

Склярова Г. Б. 2011 г

Комиссия в составе: • Председатель комиссии — Ткачева Л. В. - начальник отдела по развитию

• Члены комиссии:

- Новикова Л. А. - заместитель начальника отдела по развитию (ПВВ);

- Богаутдинова С. - инженер-исследователь.

подтверждает, что методика прогнозирования долговременной ползучести нитей из жесткоцепных полимеров по кратковременным испытаниям на ползучесть, в изотермических условиях, разработанная аспирантом кафедры физики МГТУ имени А.Н. Косыгина, Тер-Микаэлян Павлом Юрьевичем, внедрена в научно-исследовательской лаборатории ОАО «Каменскволокно» для прогнозирования долговременной ползучести нитей при температурах -20-250°С.

Методика прогнозирования разработана на основе полученных уравнений ползучести с применением принципов напряженно-временной аналогии. Кратковременные испытания на ползучесть проводятся в течении пяти минут, Прогноз долговременной ползучести — до тридцати часов.

Применение разработанной методики, в области неразрушающего действия напряжения на нить, предназначено для нитей, диаграммы растяжения которых, характеризуются уменьшением текущего модуля с ростом деформации.

Начальник лаборатории - Комиссаров С. В.

(ПВВ);

1 5.06,2011