Особенности механического поведения эластомеров

Как и для любого другого твердого тела, определение механических характеристик сводится к измерению соотношения между напряжением и деформацией в разных условиях нагружения. Особенности механического поведения эластомеров выявляются при рассмотрении механизма их деформирования. Общая деформация тела при нагружении состоит в изменении объема и формы. Для металлов изменение и объема и формы требует преодоления межатомных связей. А для эластомера в высокоэластическом состоянии преодоление межатомных и межмолекулярных связей происходиттолько при изменении объема. Форма изменяется вследствие изменения конфигурации молекул, т. е. в процессе высокоэластической деформации, что не влияет на внутреннюю энергию и требует значительно меньшей внешней работы.

Зависимость напряжение-деформация резины при различных видах напряженного состояния

В общем случае деформация материала в точке тела определяется действием трех нормальных и трех касательных напряжений в трех плоскостях ортогональной системы координат. Если принять линейность соотношения напряжение-деформация, то при расчете напряженного состояния деталей можно использовать принцип суперпозиции нагружений.

Можно считать установленным, что величина С2 отражает степень межмолекулярного взаимодействия в эластомере. Однако при больших деформациях, особенно при развитии ориентационной кристаллизации, этот потенциал не описывает экспериментальных данных даже при одноосном растяжении.

Потенциал в виде ряда с большим числом констант предложил Ривлин, четырехконстантный Бидерман. Возможны и другие, кроме ряда по инвариантам, общие формы для потенциала. Например, предложенная Огденом форма в виде суммы по степеням степеней удлинений.

Универсальная форма потенциала, пригодная для всех резин в полном интервале возможных деформаций, вряд ли может существовать еще и потому, что с возрастанием деформации изменяется ее природа.