Методика экспериментального исследования длительной прочности полимерных материалов по результатам испытаний кольцевых образцов

Полимерные материалы широко используются для производства различных профилей, в том числе труб и колец. Механические характеристики полимеров в готовом изделии существенно зависят от способа и параметров режима переработки. В связи с этим механические свойства материалов труб и колец целесообразно определять по результатам испытаний представительных кольцевых образцов. При этом учитывается как особая форма испытываемых изделий, так и специфика методов их получения. Известна схема нагружения образцов-колец внутренним давлением, которое задается в процессе сжатия вкладки из несжимаемого материала в полости испытуемого образца. При этом в образце реализуется напряженное состояние, близкое к однородному растяжению. В данной работе представлены результаты численного анализа такой схемы испытаний полимерных материалов при постоянной нагрузке. Конечно-элементная модель схемы нагружения разработана с использованием коммерческого программного комплекса ANSYS. Вычисления выполнены для образцов-колец полиарилата. Получены расчетные распределения напряжений в образце при постоянной нагрузке. Исследовано влияние модуля упругости и коэффициента Пуассона нагружающего вкладыша на величину растягивающих напряжений в образце. Результаты численного моделирования использованы для оценки долговечности уплотняющих колец полиарилата, полученных литьем под давлением при различных значениях температуры.
Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект № 15-08-03604).