Аналитическая зависимость между напряжением и деформацией резины и ее механические свойства

Растяжение в одноосном нагружении. При одноосном растя­жении с постоянной скоростью кристаллических материалов до ве­личины деформации, отвечающей пределу упругости (пропорциональности), наблюдается линейная зависимость между условным напряжением f (в 10 Н/см2) и соответствующей ему относительной деформацией е. Для различных материалов их пределы пропорциональности различны как абсолютно, так и относительно к их пре­дельной деформации при разрыве.

Материалы, обладающие (наряду с упругой) высокоэластиче­ской деформацией — каучук, резина, некоторые пластмассы, а также текстильные изделия, способные при одноосном нагружении к значительно большим растяжениям, чем, например, сталь и раз личные металлы — линейную зависимость f — e показывают лишь на весьма небольших начальных растяжениях. В целом у этих материалов, несмотря на большую обратимость деформации, за­висимость f — е нелинейна и обычно не монотонна. Следовательно, такие материалы, как не отвечающие известному положению Гука, нельзя охарактеризовать одним постоянным значением модуля продольной упругости Ef, рассчитываемого по условному напряже­нию f. На участке нелинейной зависимости модуль материала Ef можно определять лишь в дифференциальной форме.

Применяемый иногда местный модуль (модуль по хорде) как отношение f/ef не дает конструкционно значащей оценки мате­риала. Столь же несостоятельна применяемая в лабораторной практике оценка свойств резины условным напряжением, отвечаю­щим растяжению на 100, 300 или 500% против начальной длины образца. Эти так называемые «модули» представляют собой лишь ординаты некоторых промежуточных точек кривой f — е, но не константы материала.

Для расчетно-конструкторских целей желательно, чтобы анали­тическая зависимость напряжений и соответствующих им дефор­маций резины была выражена через одну, имеющую физический смысл, характеристику материала, не зависящую от деформации. Практически удобно определять деформацию не относительным удлинением е, а величиной л, отношением текущей и начальной длин образца (относительной длиной образца):

 Этот коэффициент для серии однотипных, но разногабаритных образцов можно найти экспериментально и связать его с коэффи­циентом  формы  Ф  в табличной или  графической  зависимости.

Из уравнения (8.13) находят относительную высоту л образца, сжимаемого при трении со смаз­кой