Вплив орієнтаційного зміцнення полімерного матеріалу на механічні властивості виробів

Abstract

У роботі розглядаються проблеми математичного моделювання згину полімерних балок. Полімерні матеріали сьогодні займають провідну роль у виробництві деталей в усіх галузях промисловості. У зв’язку з цим важливим завданням є визначення характеристик таких виробів та прогнозування їх поведінки у різних умовах. Механічні властивості полімерних матеріалів не підкоряються закону Гука, тому проблема визначення їх напруженого та деформованого стану не може бути розв’язана за допомогою класичних методів опору матеріалів та теорії пружності. Проблема прогнозування поведінки полімерних матеріалів під навантаженням вимагає розроблення методів розрахунку напружень та деформацій у найбільш розповсюдженій ситуації – при згині. Мета: отримання математичної моделі, що описує напруження та деформації при згині двохопорних балок, виготовлених з полімерних матеріалів. Матеріали та методи: експериментальні дослідження згину двохопорної балки проводилися з використанням зразків зміцненого поліетилену високої густини, відповідно до чинних стандартів випробування пластмас на статичний згин. Наукова новизна: отримана математична модель згину полімерної балки, навантаженої зосередженою силою, застосованою у її середній частині. Математична модель описує залежність напружень та деформацій від сили навантаження при згині суцільних та порожнистих полімерних балок. Запропоновані вирази для обчислення напружень, що виникають у матеріалі балки, та її деформацій. Висновки: експериментальні дослідження підтверджують правомірність розробленої математичної моделі, що дозволяє використовувати отримані аналітичні вирази для розрахунку пластмасових деталей на міцність і жорсткість. Отримані результати можуть бути використані при проектуванні деталей машин та приладів, будівельних конструкцій, виробів легкої промисловості.