Файл: Негматов, С. С. Демпфирующие свойства полимерных материалов и покрытий на их основе (обзор).pdf

ническнй, фотографический, электростатический, вихревыми

токами, пьезоэлектрический пли ультразвуковой).

Ко всем установкам предъявляется обязательное требова­

ние-сведение до минимума внешних энергетических потерь,

не связанных с рассеянием энергии в испытуемом материале.

ДЕМПФИРУЮЩИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Пластмассы, уступая металлам в прочности, наряду с дру­

гими достоинствами обладают и высокой демпфирующей спо­ собностью.

Логарифмический декремент колебаний таких синтетиче­ ских материалов, как капрон, оргстекло, винипласт, полипро­

пилен, па один-два порядка выше, чем металла (таблица)

[38—43]. Поэтому детали из пластмасс или нх покрытия на ме­ таллической основе в вибрирующих системах являются хоро­

шим гасителем механических колебаний и попутно придают

конструкции другие ценные свойства: антифрикционные и.

фрикционные, аптнадгезиоиные, антикоррозионные и др.

Логарифмический декремент колебаний конструкционных материалов

\[38—40]

Относительная деформация

Многие исследователи изучали зависимость динамических

характеристик от температуры, частоты колебаний и амплиту­

ды напряжений. Влияние других факторов (обработка, вид и количество наполнителя и т. п.) отражается на форме упомя­ нутых зависимостей.

Температурная зависимость. С: К. Абрамов и

Е. В. Полтораус [40] исследовали при низких и повышенных

температурах затухающие поперечные колебанияконсольно

закрепленных образцов из винипласта, оргстекла, капрона,

полиэтилена БД и НД, блочного полистирола, полипропилена, фторопласта Ф4Д, пенопласта ПС-4, стеклотекстолитов марок

ВФТ-С и СТ, стеклопластика CBAM (10: 1). Начальная амп­ литуда колебаний для каждого вида полимеров сохранялась

неизменной при любой температуре.

Авторы констатируют, что у большинства пластмасс с по­

вышением температуры демпфирующая способность растет

(рис. 7).

стекло-текстолит ВФТ; 11 — стеклопластик CBAM (10:1).

Наиболее чувствительны к повышению температуры поли­ пропилен, капрон, оргстекло, полиэтилен. Сложную зависи­ мость имеют полипропилен, капрон и фторопласт.

Авторы объясняют повышение демпфирующей способности большинства исследованных пластмасс при росте температур тем, что при этом понижается сопротивляемость материала

микропластнческим деформациям. Однако указанная тенден-

18

ціія может быть нарушена, если под действием температуры в материале происходят структурные изменения.

В. В. Хильчевский и В. С. Шульгиной [44] также отмечают,

что при изменении температуры существенно изменяется

демпфирующая способность неармпрованной пластмассы

ЛКФ-1. ’

П. И. Галака и др. [45] изучали температурную и частот­

ную зависимость логарифмического декремента при различ­

ных напряжениях стеклопластиков иа основе эпоксидных

смол. Авторы подчеркивают, что сложный характер влияния

температуры свидетельствует о наличии нескольких механиз­

мов рассеяния энергии в материале. Демпфирующие свойства

улучшаются при прочих равных условиях и при возрастании

времени поддержания температуры в образце, что связано с

термоокпслительнымп процессами в связующем, ускоряющи­

мися при повышении температуры.

Многие исследователи изучали температурную зависи­ мость динамических характеристик полимеров при крутиль­

ных колебаниях: чистого и наполненного (40% асбеста) поли­ пропилена при температурах 173—423oK [41], полиамида, по­

лиэтилена при температурах 113—303oK [42, 46], новолачиых

пластмасс при температурах 273—673oK [13], полиуретана при

температурах 101—425oK [47—49]. У всех исследованных поли­ меров, за исключением винипласта, с повышением температу­ ры логарифмический декремент увеличивается. Однако это изменение носит сложный характер с рядом максимумов и

минимумов.

Амплитудная зависимость. Большинство работ

посвящено исследованию зависимости демпфирующих свойств

полимеров от амплитуды деформации ɛ или напряжения ɑ. Методом свободных затухающих колебаний изучены стек­

лопластики холодного отвердения с различными волокнисты­ ми наполнителями, оргстекло, текстолит и др. (рис. 8) [43, 50], эпоксидная композиция с дисперсными наполнителями (гра­ фит, тальк, цемент и алюминиевая пудра) [51], капрон, поли­

этилен низкого и высокого давления, полипропилен, вини­

пласт, полистирол и др. (рис. 9) [40].

Врезультате исследований установлено следующее.

1.C увеличением амплитуды логарифмический декремёнт

растет особенно заметно в области малых амплитуд.

2.Зависимость между логарифмическим' декрементом и деформацией в крайнем волокне у большинства исследован­

ных полимерных материалов линейна.

19

щей способности полимеров от частоты в широком диапазоне изменения не изучалась из-за трудности подобного экспери­

мента.

20