Nagyrugalmas deformáció Vázlat

Az előadások a következő témára: "Nagyrugalmas deformáció Vázlat"— Előadás másolata:

1 Nagyrugalmas deformáció Vázlat
Jellemzői Termodinamika deformációs munka energiarugalmasság entrópiarugalmasság Meghatározás hőmérsékletfüggés mérési eredmények relatív nagyság Statisztikus termodinamika Hálóelmélet entrópia deformációs munka modulus feszültség-nyúlás görbe Egytengelyű nyújtás Kísérleti eredmények Empirikus összefüggések

2 Jellegzetességek Modulus
Nagy reverzibilis defor-máció – tízszeres nyújtás Kis merevség A modulus pozitív hőmér-sékletfüggése Hőeffektusok nyújtás – melegedés visszaalakulás – hűlés Ok: láncszerkezet Anyag Modulus (GPa) Acél Platina Üveg Epoxi gyanta 3-4 PP 1.5 LDPE 0.2 Elasztomer Gázok

3 Termodinamika Egyensúlyi
Belső energia változása Szabadenergia Deformációs munka Munka Erő A termodinamikai mennyiségek közvetlenül nem határozhatók meg.

4 Komponensek meghatározása Hőmérsékletfüggés
Anizoterm körülmények Differenciálás Erő meghatározása

5 Komponensek meghatározása Jó egyezés
Energiarugalmas deformáció Entrópiarugalmas deformáció Erő – komponensek

6 Mérési eredmények Természetes kaucsuk
Feltételezés Következtetés elhanyagolások minőségileg jó entrópia szerepe nagy

7 Mérési eredmények Természetes kaucsuk – hőmérséklet
Eltérő hőmérsékletfüggés a Tg alatt és felett.

8 Mérési eredmények Deformációs mechanizmusok
Egyidejűleg többfajta mechanizmus

9 Statisztikus termodinamika Rugalmassági modulus
Elasztomer A láncra ható erő Modulus Láncvégtávolság Entrópia – valószínűség Konformáció eloszlás Entrópia

10 Polimer hálók Nagyrugalmas deformáció
Hálópontokkal összekötött molekulák – gumi

11 Polimer hálók Feltételezések
Reguláris térháló – a hálópontok közötti távolság azonos. Deformálatlan állapotban a hálópontok közötti távolságra érvényes a konformáció eloszlás függvény. A deformáció során nincs térfogatváltozás. Affin deformáció – a láncvégtávolság és a test deformációja arányos. A háló deformációja ideálisan entrópiarugalmas.

12 Polimer hálók Deformáció – konformáció változás
y A(x, y, z) A’(x’, y’, z’) l0 = 1 3 2 x z 2 1 1 1 3 2 3

13 Polimer hálók Deformáció – termodinamika
Sűrűségfüggvény Entrópia, egy lánc Entrópia, összes lánc Deformált egyedi lánc Entrópia, összes lánc Entrópiaváltozás

14 Polimer hálók Deformáció – termodinamika
Munka Modulus

15 Polimer hálók Feszültség – nyúlás
Munka Deformációk Főfeszültség különbségek Egytengelyű nyújtás Feszültség és erő  

16 Polimer hálók Egyszerű deformációk
Kéttengelyű nyújtás Általános megoldás Megoldás

17 Polimer hálók Elmélet és kísérlet
Eltérések Nem egyensúlyi deformáció Nagy deformáció eltérés a Gauss eloszlástól kötésszögek és távolságok torzulása kristályosodás Lokális rendezettség Helyes elmélet, minőségi egyezés

18 Polimer hálók Elmélet és kísérlet
Jó egyezés 30 % deformációig.

19 Polimer hálók Reális polimerek
Szerkezet fizikai térháló hurkolódás szabad láncvégek Korlátolt rotáció Másodlagos erők Nem Gauss eloszlás Nagy deformációk

20 Polimer hálók Empirikus egyenletek
Bartenyev és Hazanovics Mooney – Rivlin Egytengelyű nyújtás esetén

21 Polimer hálók Empirikus egyenletek
Martin – Roth –Steihler Gent – Thomas Wildschut