SU991244A1 - Method of determination of thermal fatigue resistance, primarily of polymer materials - Google Patents

Method of determination of thermal fatigue resistance, primarily of polymer materials Download PDF

Info

Publication number
SU991244A1
SU991244A1 SU813360653A SU3360653A SU991244A1 SU 991244 A1 SU991244 A1 SU 991244A1 SU 813360653 A SU813360653 A SU 813360653A SU 3360653 A SU3360653 A SU 3360653A SU 991244 A1 SU991244 A1 SU 991244A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
resistance
materials
temperature
time
determining
Prior art date
Application number
SU813360653A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Федор Карпович Масловец
Original Assignee
За витель
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by За витель filed Critical За витель
Priority to SU813360653A priority Critical patent/SU991244A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU991244A1 publication Critical patent/SU991244A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Description

Изобретение относится к испита'тельной технике и может быть использовано при определении стойкости к тепловому старению, преимущественно полимерных материалов.The invention relates to a testing technique and can be used in determining the resistance to thermal aging, mainly of polymeric materials.

Известен способ определения стойкости к тепловому старению, заключающийся в том, что определяют энергию активации испытуемых материалов, по которой судят о стойкости к тепловому старению Г1 J.A known method of determining resistance to thermal aging, which consists in determining the activation energy of the tested materials, which judge the resistance to thermal aging G1 J.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ определения стойкости к тепловому старению, преимущественно полимерных материалов, заключающийся в том, что образцы испытуемых материалов нагревают, нагружают одинаковым усилием, выдерживают в течение заданного времени и определяют изменение механических свойств, по которому судят о стойкости к тепловому старению Г2).The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a method for determining the resistance to thermal aging, mainly of polymeric materials, which consists in the fact that the samples of the tested materials are heated, loaded with the same force, maintained for a predetermined time and determine the change in mechanical properties by which they are judged resistance to thermal aging G2).

Общим недостатком указанных способов является низкая точность определения стойкости материалов к тепловому старению.A common disadvantage of these methods is the low accuracy of determining the resistance of materials to thermal aging.

Цель изобретения - повышение точности определения стойкости материа2 лов, имеющих одинаковую энергию активации.The purpose of the invention is to increase the accuracy of determining the resistance of materials having the same activation energy.

Указанная цель достигается тем, 5 что в способе определения стойкости к тепловому старению, преимущественно полимерных материалов, заключающемся в том, что образцы испытуемых материалов нагревают, нагружают оди1θ наковым усилием, выдерживают в течение заданного времени и определяют изменение механических свойств, определяют температуры фазового пе— рехода испытуемых материалов, нагрев проводят до температуры на 1-2® ниже 15 наименьшей температуры фазового перехода, время выдержки выбирают из условия обеспечения стабилизации изменения остаточной деформации и по _п графику изменения остаточной де20 формации в зависимости от времени выдержки судят о стойкости материалов к тепловому старению.This goal is achieved by the fact that in the method for determining the resistance to thermal aging, mainly of polymeric materials, namely, that the samples of the tested materials are heated, loaded with the same force, maintained for a predetermined time and determine the change in mechanical properties, determine the temperature of the phase transition of transition of the tested materials, heating is carried out to a temperature of 1-2® below the 15 lowest temperature of the phase transition, the exposure time is chosen from the condition of ensuring stabilization of the change residual strain and the residual schedule _ n de formation 20 changes depending on the exposure time judged resistance of materials to heat aging.

На чертеже, изображен график изменения остаточной деформации в за25 висимости от времени испытаний.In the drawing, a graph of the changes in the residual strain depending on the test time is shown.

Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.

Перед проведением испытаний отбирают полимерные материалы, например, 30 резины, имеющие равные значения энер гий активации, и определяют для каждого из них температуру фазового перехода. Затем образцы указанных материалов закрепляют в нагружающем устройстве и нагревают до температуры на 1-2°ниже наименьшей темпе- 5 ратуры фазового перехода. Нагрев образцов выше температуры фазового перехода приведет к увеличению температурных нагрузок выше допустимого предела, что исказит результаты ис- 10 пытаний, а недогрев образцов значительно увеличит продолжительность испытаний. После достижения заданной температуры образцы нагружают одинаковым растягивающим или сжимаю- 15 1щим усилием, выдерживают в течение заданного времени, строят графики изменения интересующих механических свойств, например, остаточной деформации V, в координатах остаточная деформация V - время t испытаний . Время выдержки образцов под нагрузкой выбирают из условия стабилизации изменения остаточной деформации V , что характеризуется на графике появлением прямолинейного участка, после выхода на который испытания прекращают. Прямолинейный участок полученных зависимостей а, 5 и в , каждая из которых соответствует одному испытуемому материалу, экстраполируют до пересечения с прямой, характеризующей предельно допустимый уровень изменения остаточной деформации. Точки 1, 2 и 3 пересечения указанных зависимостей проециру- ют на ось координат t и определяют время 1мсп2и 1исцз соответствующее допустимому изменению остаточной деформации X/, определяющей стойкость материалов' к тепловому 40 старению. Допустимое время tAonэксплуатации или хранения в заданных условиях элементов оборудования, изготовленного из полимерных материалов^ учетом их стойкости к теплово- 45 му старению определяют по формуле ^wcn.i • доп · Е ___’Before testing polymeric materials, for example, 30 rubbers having equal values of activation energies, are selected, and the phase transition temperature is determined for each of them. Then, samples of these materials are fixed in a loading device and heated to a temperature of 1-2 ° below the lowest temperature of the phase transition. Heating samples above the phase transition temperature will increase the temperature loads above the permissible limit, which will distort the results of 10 tests, and heating the samples will significantly increase the test duration. After reaching a predetermined temperature, the samples are loaded with the same tensile or compressive force, held for a predetermined time, graphs of changes in the mechanical properties of interest, for example, residual deformation V, are plotted in the coordinates of the residual deformation V - test time t. The exposure time of the samples under load is selected from the condition of stabilization of the change in the residual strain V, which is characterized on the graph by the appearance of a rectilinear section, after which the tests are stopped. The rectilinear section of the obtained dependences a, 5 and b, each of which corresponds to one test material, is extrapolated to the intersection with the straight line characterizing the maximum permissible level of change in the residual deformation. The intersection points 1, 2, and 3 of the indicated dependences are projected onto the coordinate axis t and determine the time 1 msr2 and 1 scc corresponding to the permissible change in the residual deformation X /, which determines the resistance of the materials to 40 thermal aging. The permissible time t Aon of operation or storage under specified conditions of equipment elements made of polymeric materials ^ taking into account their resistance to thermal aging 45 is determined by the formula ^ wcn.i • ext · E ___ '

Р R \тисп Тхр/ где Е - энергия активации;P R \ m isp Txp / where E is the activation energy;

R - универсальная газовая постоянная;R is the universal gas constant;

Т -· температура в градусах Кельвина при испытании на тепловое старение;T - · temperature in degrees Kelvin when tested for thermal aging;

Тхр- температура в градусах Кельвина при эксплуатации или хранении в натурных условиях;Т хр - temperature in degrees Kelvin during operation or storage in natural conditions;

I - основание натурального Логарифма;I - the base of the natural Logarithm;

I - 1,2,...,п,- где п— количество испытуемых материалов.I - 1,2, ..., n, - where n is the number of tested materials.

Предлагаемый способ позволяет повысить точность определения стойкости к тепловому старению, преимущественно полимерных материалов, имеющих одинаковые энергии активации, за счет оптимального выбора температуры и времени при проведении испытаний.The proposed method allows to increase the accuracy of determining the resistance to thermal aging, mainly of polymeric materials having the same activation energy, due to the optimal choice of temperature and time during testing.

Claims (2)

Изобретение относитс  к испытательной технике и может быть использовано при определении стойкости к тепловому старению, преимущественно полимерных материалов. Известен способ определени  стойкости к тепловому .старению, заключающийс  в том, что определ ют энергию активации испытуемых материалов, по которой суд т о стойкости к тепловому старению Cl ДНаиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ опре делени  стойкости к теггловому старению , преимущественно полимерных материалов , заключакнпийс  в том, что образщл испытуемых материалов нагревают , нагружают одинаковым усилием , выдерживают в течение заданного времени и определ ют изменение механических свойств, по которому суд т о стойкости к тепловому старению 2 Общим недостатком указанных способов  вл етс  низка  точность определени  стойкости материалов к теп ловому старению. Цель изобретени  - .повышение точности определени  стойкости материалов , имеющих одинаковую энергию активации .. Указанна  цель достигаетс  тем, что в способе определени  стойкости к TeiinoBOMy старению, преимущественно полимерных материалов, заключающемс  в том/ что образцы испытуемых материалов нагревают, нагружают одинаковым усилием, выдерживают в течение заданного времени и определ ют изменение механических свойств, определ ют температуры фазового пе- рехода испытуемых материалов, нагрев провод т до температуры на 1-2 ниже наименьшей температуры фазового перехода , врем  выдержки выбирают из услови  обеспечени  стабилизации изменени  остаточной деформации и по графику изменени  остаточной деформации в зависимости от времени выдержки суд т о стойкости материалов к тепловому старению. На чертеже, изображен график изменени  остаточной деформации в зависимости от времени испытаний. Способ реализуетс  следующим образом . Перед проведением испытаний отбирают полимерные материалы, например, резины, имеющие равные значени  энергий активации, и определ ют дл  каждого из них температуру фазового перехода. Затем образцы указанных материалов закрепл ют в нагружающем устройстве и нагревают до темпе ратуры на 1-2°ниже наименьшей темпе ратуры фазового перехода. Нагрев образцов вы1ие температуры фазового перехода приведет к увеличению температурных нагрузок выше допустимог предела, что исказит результаты ис пытаний, а недогрев образцов значительно увеличит продолжительность испытаний. После достижени  заданной температуры образцы нагружают одинаковым раст гивающим или сжимаю щим усилием, выдерживают в течение заданного времени, стро т графики изменени  интересующих механических свойств, например, остаточной деформации V, в координатах остаточна  деформаци  V - врем  t испытаний . Врем  выдержки образцов под нагрузкой выбирают из услови  стаби лизации изменени  остаточной деформации V , что характеризуетс  на графике по влением пр молинейного участка, после выхода на который ис пытани  прекращают. Пр молинейный участок полученных зависимостей а, 5 и В , кажда  из которых соответст вует одному испытуемому материалу, экстраполируют до пересечени  с пр  мой, характеризующей предельно допу тимый уровень изменени  остаточной формации. Точки 1, 2 и 3 пересечени  указанных зависимостей проециру ют на ось координат t и определ ют врем  Цсп.-1- мсп. исггз соответствующее допустимому изменению остаточной деформации Ч/, определ ющей стойкость материалов к тепловому старению. Допустимое врем  Чопэксп луатации или хранени  в заданных услови х элементов оборудовани , из готовленного из полимерных материалов , с учетом их стойкости к теплово му старению определ ют по формуле А , С ТХР/ -энерги  активации; -универсальна  газова  посто нна ; мсп температура в градусах Кельвина при испытании на тепловое старение; Тур- температура в градусах Кельвина при эксплуатации или хранении в натурных услови х; I - основание натурального Логарифма ,i - 1,2,...,п,,- где п- количество испытуемых материалов . Предлагаемый способ позвол ет повысить точность определени  стойкости к тепловому старению, преимущественно полимерных материалов, имеющих одинаковые энергии активации, за счет оптимального выбора температуры и времени при проведении испытаний . Формула изобретени  Способ определени  стойкости к тепловому старению, преимущественно полимерных материалов, заключающийс  в том, что образцы испытуемых материалов нагревают, нагружают одинаковым усилием, выдерживают в течение заданного времени и определ ют изменение механических свойств, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности определени  стойкости материалов, имеющих одинаковую энергию активации, определ ют температуры фазового перехода испытуегФах материалов, нагрев провод т до температуры на 1-2 ниже наименьшей температуры фазового перехода , врем  выдержки выбирают из услови  обеспечени  стабилизации изменени  остаточной деформации и по графику изменени  остаточной деформации в зависимости от времени выдержки суд т о стойкости материалов к тепловому старению. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Кальман И.Г. Воздействие факторов внешней среды на аппаратуру и элементы. М., Знание, 1971, с. 124. The invention relates to a testing technique and can be used in determining resistance to heat aging, mainly polymeric materials. There is a method for determining the resistance to heat aging, which consists in determining the activation energy of the test materials by which resistance to heat aging is judged by Cl DN closest to the invention by technical nature and the achieved result is the method for determining resistance to tagging aging , predominantly polymeric materials, conclude that the test materials are heated, loaded with the same force, maintained for a specified time and the change mechanical properties that judge the resistance to thermal aging 2 A common disadvantage of these methods is the low accuracy of determining the resistance of materials to thermal aging. The purpose of the invention is to increase the accuracy of determining the resistance of materials with the same activation energy. This goal is achieved by the fact that in the method for determining the resistance to aging of TeiinoBOMy, mainly polymeric materials, consisting in / that the samples of test materials are heated, loaded with the same force, maintained in a predetermined time and determine the change in mechanical properties, determine the phase transition temperature of the test materials, heating is carried out to a temperature of 1-2 below the lowest The phase transition temperature, the holding time are selected from the conditions for ensuring the stabilization of the change in residual deformation and according to the schedule for the change in the residual deformation depending on the holding time, the resistance of materials to heat aging is judged. In the drawing, a plot of the residual strain versus test time is shown. The method is implemented as follows. Before the tests, polymeric materials are selected, for example, rubbers with equal values of activation energies, and the phase transition temperature is determined for each of them. Then, the samples of these materials are fixed in a loading device and heated to a temperature 1-2 ° below the lowest phase transition temperature. Heating the samples and the temperature of the phase transition will lead to an increase in temperature loads above the permissible limit, which distorts the results of the tests, and underheating of the samples will significantly increase the duration of the tests. After reaching a predetermined temperature, the samples are loaded with the same tensile or compressive force, maintained for a predetermined time, graphs of changes of mechanical properties of interest, for example, residual deformation V, are plotted; in coordinates, residual deformation V is the test time t. The exposure time of the specimens under load is selected from the condition of stabilization of the change in residual strain V, which is characterized on the graph by the phenomenon of a straight line section, after which the test is terminated. The linear portion of the obtained dependences a, 5, and B, each of which corresponds to a single test material, is extrapolated to the intersection with the straight line, which characterizes the maximum tolerable level of change in the residual formation. The points 1, 2, and 3 of the intersection of the indicated dependences are projected onto the coordinate axis t and the time Tssp.-1-msp is determined. Isggs corresponding to the allowable change in the residual strain H /, which determines the resistance of materials to thermal aging. The allowable time of Chopexp luatation or storage under the specified conditions of the equipment elements, made from polymeric materials, taking into account their resistance to heat aging, is determined by the formula A, C TXP / activation energy; - universal gas constant; msp temperature in degrees Kelvin when tested for heat aging; Tour - temperature in degrees Kelvin during operation or storage in natural conditions; I is the base of the natural Logarithm, i is 1,2, ..., n ,, - where n is the number of materials tested. The proposed method allows to increase the accuracy of determining the resistance to thermal aging, mainly polymeric materials having the same activation energy, due to the optimal choice of temperature and time during the tests. The method of determining the resistance to heat aging, predominantly polymeric materials, is that the samples of test materials are heated, loaded with the same force, maintained for a predetermined time, and the change in mechanical properties is determined, characterized in that, in order to improve the accuracy of resistance determination materials with the same activation energy, determine the phase transition temperature of the test materials, the heating is carried out to a temperature of 1-2 below the lowest temperature perature phase transition, retention time conditions are selected from the providing stabilization and change the residual strain by varying the graphics of permanent deformation as a function of delay time is judged on the material resistance to heat aging. Sources of information taken into account during the examination 1.Kalman I.G. The impact of environmental factors on the equipment and elements. M., Knowledge, 1971, p. 124. 2.Резниковский М.М. и Лукомска  А.Н. Механические испытани  каучука и резины, М. , , 1964, с. 415-417 (прототип).2.Reznikovskiy M.M. and Lukomska A.N. Mechanical testing of rubber and rubber, M., 1964, p. 415-417 (prototype). тгmr Х X 5555 te««оte "" about /в апУюмаоФзе чонношошзо/ in ApUyumaoFze Chonnoshoshzo
SU813360653A 1981-10-02 1981-10-02 Method of determination of thermal fatigue resistance, primarily of polymer materials SU991244A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813360653A SU991244A1 (en) 1981-10-02 1981-10-02 Method of determination of thermal fatigue resistance, primarily of polymer materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813360653A SU991244A1 (en) 1981-10-02 1981-10-02 Method of determination of thermal fatigue resistance, primarily of polymer materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU991244A1 true SU991244A1 (en) 1983-01-23

Family

ID=20984862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813360653A SU991244A1 (en) 1981-10-02 1981-10-02 Method of determination of thermal fatigue resistance, primarily of polymer materials

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU991244A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Münstedt New universal extensional rheometer for polymer melts. Measurements on a polystyrene sample
Riddell et al. Fatigue mechanisms of thermoplastics
CN109029840A (en) A kind of explosive residual stress supersonic testing method sound bullet coefficient scaling method
SU991244A1 (en) Method of determination of thermal fatigue resistance, primarily of polymer materials
Wadsworth et al. The dependence on temperature and strain rate of the flow stress of cyclically hardened copper single crystals
JP6060198B2 (en) Thermal degradation test method
Trantina Fatigue life prediction of filled polypropylene based on creep rupture
SU888000A1 (en) Method of determining polymeric materials resistance to cracking
Oldyrev et al. Fatigue life of polymethyl methacrylate in stationary and stepped nonisothermal cyclic loading regimes
Kireenko et al. Polymer fractography and fracture kinetics: 3. Fractographic method of estimating the local heating at the ends of cracks in cyclically loaded polymers
SU1719964A1 (en) Method of determination of point of transition to elastic- plastic deformation in filled polymers
SU1471157A1 (en) Method of assessing reliability of electronic devices
SU563597A1 (en) Process for determination material fatigue durability
SU938093A1 (en) Method of part fatigue strength determination
SU1027585A1 (en) Material corrosion resistance evaluation method
SU951107A1 (en) Method of determination of material fatigue resistance under medium thermal effect
Walluch et al. Correlation of crosslinking degree and dynamic mechanical properties of rubber parts
SU1087814A1 (en) Method of determination of rubber mixture semicure degree
Askins Hydrolytic degradation of kapton film
SU1128141A1 (en) Material creeping investigation method
SU1012092A1 (en) Polymer material property determination method
Caruthers et al. Isothermal and nonisothermal creep of lightly crosslinked cis‐1, 4 polybutadiene
RU2046327C1 (en) Method for determining heat exchange coefficient of solid bodies
SU1525533A1 (en) Method of determining elastoviscoplastic characteristics of metal materials in static loading
RU1826028C (en) Method for testing structural material during accidental cyclic loading