Изгиб. 
Деформационные свойства полимерных материалов

Деформационно-прочностные особенности полимерных материалов при изгибе определяются двумя методами: двухопорным изгибом (рис. 4), когда образец располагается на двух опорах и нагружен усилием, действующим по оси симметрии опор, и консольным изгибом, когда нагрузка приложена к свободному концу защемленного образца. Первый метод испытаний получил преимущественное распространение.

С точки зрения классической механики образец, испытываемый в условиях двухопорного изгиба, представляет собой балку, лежащую на двух опорах, расстояние между которыми l, и нагруженную посередине усилием N (рис. 5).

Тогда в состоянии статического равновесия (УР (х, у) = 0; УМ (х, у) = 0) действует соотношение:

Отсюда при х = 0, М? = 0.

При х =½.

Напряжение изгиба согласно уравнению равно:

Рис. 4 Схема испытаний материалов па изгиб

Рис. 5 Схема расчета напряжений изгиба

Если образец имеет форму цилиндра с диаметром d, то:

Если форма сечения образца — прямоугольник шириной b и высотой h, то:

Прогиб балки Дl при испытаниях определяется с помощью измерительного устройства испытательной машины. По значению Дl определяют величину модуля упругости при изгибе (Еn).

С материаловедческой точки зрения деформация изгиба интересна тем, что вид и модуль напряжений по толщине изгибаемого образца или изделия не одинаковы. При изгибе бруса прямоугольного сечения b-h (рис. 6,а) материал, находящийся над осевой линией 0'-0', сжимается, а часть его, расположенная ниже, растягивается (рис. 6, б).

По нулевой линии напряжение материала равно нулю, по периферии — возрастает до максимальных значений. Особенность вязкоупругих полимерных материалов, в которых напряжение развивается по степенному закону, состоит в том, что, во-первых, изменение модуля напряжений по мере удаления от нулевой линии нелинейно, и, во-вторых, сама нулевая линия при изгибе изменяет свое местоположение, смещаясь на Дz. (рис. 6, в).

По модулю напряжение сжатия при изгибе превышает напряжение растяжения, и, следовательно, разрушающее напряжение изгиба полимерных материалов может существенно отличаться от значений прочности при чистом сжатии или растяжении. В табл. 2 приведены свойства ряда наиболее характерных пластмасс, испытанных в одинаковых условиях[4].

Таблица 2 Механические свойства некоторых полимерных материалов.