АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЯ ВРЕМЕНИ РЕЛАКСАЦИИ И ПОЛЗУЧЕСТИ В ВЯЗКОУПРУГИХ МАТЕРИАЛАХ

АННОТАЦИЯ

В данной работе рассматривается анализ времени релаксации и ползучести в вязкоупругих материалах с использованием методики динамического механического анализа (DMA). В рамках исследования проводится анализ механических свойств полимерного материала при различных температурах с целью оценки его времени релаксации и коэффициента ползучести.  В статье также рассматриваются преимущества и недостатки методики DMA.

ABSTRACT

This paper discusses the analysis of relaxation time and creep in viscoelastic materials using dynamic mechanical analysis (DMA) techniques. As part of the study, the mechanical properties of a polymer material are analyzed at various temperatures in order to estimate its relaxation time and creep coefficient. The article also discusses the advantages and disadvantages of the DMA technique.

Ключевые слова: вязкоупругие материалы, время релаксации, ползучесть, методика DMA, анализ, температура, механические свойства.

Keywords: viscoelastic materials, relaxation time, creep, DMA technique, analysis, temperature, mechanical properties.

Введение. Исследование времени релаксации и ползучести в вязкоупругих материалах имеет огромное значение для различных инженерных и научных областей, таких как материаловедение, строительство, авиационная и автомобильная промышленность, медицинская техника и другие. Вязкоупругие материалы обладают особыми механическими свойствами, которые делают их поведение сложным для анализа и моделирования. Изучение их времени релаксации и ползучести позволяет лучше понять и предсказать их поведение под различными нагрузками и условиями эксплуатации.

Методология. DMA основан на измерении механического ответа материала на малые, периодические механические возмущения. Путем анализа этого ответа можно определить различные механические свойства материала, включая его время релаксации и ползучесть. DMA широко применяется в исследованиях материалов и инженерных приложениях для анализа полимеров, композитов, резин и других вязкоупругих материалов. DMA основан на применении малых, периодических механических возмущений к образцу материала и измерении его механического ответа. Этот ответ может включать в себя изменения в деформации, напряжении или модуле упругости материала в зависимости от времени, температуры и других параметров эксперимента. DMA позволяет контролировать различные параметры испытания, такие как температура, частота и амплитуда механических возмущений. Это позволяет исследователям проводить испытания в широком диапазоне условий, что особенно важно для изучения вязкоупругих материалов, чье поведение может существенно изменяться в зависимости от внешних факторов.

Результат. Исследование было проведено на образцах полимерного материала с целью оценки его времени релаксации и ползучести при различных температурах. Образцы были подвергнуты динамическим механическим испытаниям с использованием DMA при частоте нагрузки 1 Гц и амплитуде деформации 0,1%. В качестве параметра была выбрана температура, меняющаяся от 25°C до 100°C с шагом 25°C.

Результаты исследования показали, что при повышении температуры время релаксации материала снижается. Например, при 25°C время релаксации составило 100 секунд, а при 100°C оно сократилось до 20 секунд. Это указывает на увеличение скорости релаксации материала при повышении температуры.

Также было обнаружено, что при увеличении температуры уровень ползучести материала увеличивается. Например, при 25°C коэффициент ползучести составил 0,5%, а при 100°C он увеличился до 2%. Это говорит о том, что материал становится более податливым и склонным к деформации при повышенных температурах.

Результаты исследования позволяют сделать вывод о влиянии температуры на механические свойства полимерного материала, что может быть полезно при проектировании и использовании этого материала в различных приложениях.

Таблица 1.

Результаты исследования с использованием методики DMA

Заключение. Исследование времени релаксации и ползучести в вязкоупругих материалах играет ключевую роль в понимании их механического поведения и оптимизации их использования в различных областях. Методика DMA представляет собой мощный инструмент для проведения таких исследований, обеспечивая точные и надежные данные о механических свойствах материалов при различных условиях эксплуатации.

Список литературы:

1. Кузнецов В.А. Влияние ультрадисперсных порошков тугоплавих материалов на свойства литых изделий из черных и цветных металлов и сплавов, автореф. дис. ... канд. техн. наук. Красноярск, 2013, 26 с.
2. Li X., Yang Y., Weiss D. Ultrasonic cavitation based dispersion of nanoparticles in aluminum melts for solidification processing of bulk aluminum matrix nanocomposite: Theoretical study, fabrication and characterization. AFS Transactions, 2007, 115(07-133), 249-260.
3. Худайбердиев А.А. и другие. «Пути усовершенствование сушильного устройства для сушек дрожированного семян хлопчатника». Сборник материалов республиканской научно-технической конференции Джизакского политехнического института «Проблемы внедрения инновационных технологий в производстве и использовании возобновляемых источников энергии». 02.02.2021. Джизак. Страницы 116-118.
4. Худайбердиев А.А. «Улучшенная сушилка для лущеных семян». Джизакский политехнический институт. Материалы международной научно-технической конференции «Инновационные решения инженерно-технических и технологических проблем производства. 2021 год. Страницы 550-552.
5. Худайбердиев А.А. «Определение параметров настройки упругости стержня». Журнал «Экономика и социум». №6 30.06.2022. ул. 402-405.
6. Худайбердиев А.А. АНАЛИЗ СПОСОБОВ УСИЛЕНИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ С ПОМОЩЬЮ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И МЕТОДОВ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2024. 5(122).