Модель динаміки розвитку деформації при механічних випробуваннях наповнених полімерних матеріалів в умовах кабельного виробництва

Анотація

При впровадженні у виробництво високо наповнених безгалогенних пластмас, механічна міцність яких в експлуатації безпосередньо залежить від вмісту антипірену і технології накладання, актуальним стає контроль механічних характеристик оболонки кабелю у пожежобезпечному виконанні. Полімерні матеріали і їх композиції є в’язкопружними матеріалами, для яких механічні характеристики залежать від часу дії напруження. Представлено результати оцінки швидкості деформації видовження зразків від часу одноосного розтягування при різних швидкостях розведення затискачів в процесі процедури визначення механічних характеристик для безгалогенних кабельних пластмас при нормативних випробуваннях в умовах виробництва. Показано, що внутрішній і зовнішній шари оболонки кабелю з наповненої безгалогенної пластмаси мають суттєво різні значення нормативного параметру пластичності: свідчення відмінностей в структурі полімеру у внутрішніх і зовнішніх шарах оболонки в наслідок технологічного процесу примусового деформування при екструзії, яка є вимушеною (примусовою) орієнтацією полімерної структури. Наведені експериментальні залежності відносної деформації видовження δL(t) зразків від часу одноосного розтягування при різних швидкостях розведення затискачів, які ілюструють підтверджену великим масивом даних відтворюваність форми залежностей δL(t) для відмінних за структурою подібних наповнених безгалогенних полімерів. Запропоновано модель залежності швидкості деформування від часу розтягування як суми миттєво-пружної, в’язко-пружної і миттєво-пластичної (незворотної): dε/dt = λ_пр exp ( – t/λ_пр) + {∫ λ₁ exp(–τ/λ₁)^.exp[–(t–τ)/λ₂]dτ]}/Δt. Наведені відповідні оцінки параметрів названих складових деформування зразків, одержані при апроксимації експериментальних даних запропонованою моделлю. Запропонована модель, по-перше, дає пояснення наявності характерного максимума (t = t_m) відносної деформації як суперпозиції двох взаємозалежних процесів деформування з різним часом післядії λ. По-друге, дозволяє уточнювати вимоги до проведення випробувань: із збільшенням швидкості розведення затискачів час максимуму t_m  значно зменшується, відповідно чим більша швидкість розведення затискачів, тим меншим має бути  відрізок часу Δt між послідовними вимірюваннями довжини контрольної ділянки зразка. Цей висновок експериментально підтверджено для конкретного матеріалу при швидкості 250 мм/хв.