На Рисунке 2 приведены результаты серии кратковременных испытаний ползучести, проведенных на винильном эфирном композите, наполненном стекловолокном при температурах в диапазоне от 100°C до 135°C с повышением температуры на 5 градусов C. Данные для каждого такого повышения температуры даются в виде логарифмической кривой для Ea как функции времени. Мы можем использовать метод, известный как метод создания температурно-временной суперпозиции, для разработки того, что известно как обобщенная кривая зависимости Ea и времени для каждого данного значения температуры. Это делается следующим образом: выбирается нужная нам температура, которая называется сопоставительной температурой. Остальные множества данных перемещаются до тех пор, пока они не будут находиться на той же самой линии, что и множество точек, описанных сопоставительной температурой. Множества данных, генерированных при температурах выше сопоставительной температуры, перемещаются вправо, в то время как, множества данных, созданных при более низких температурах, перемещаются влево. Поскольку нас, в первую очередь, интересует прогноз на будущее, мы, скорее всего, выберем самую низкую температуру из множества данных, и будем перемещать все остальные данные вправо в область более продолжительных временных рамок. На Рисунке 3 представлена обобщающая кривая для данного создаваемого процесса. Некоторые множества данных уже перемещены, и кривая уже начинает приобретать соответствующую форму, но все еще не получилось ничего особенно интересного, поскольку мы еще не воспользовались всеми имеющимися в нашем распоряжении данными. Кривая к данной точке распространяется всего лишь на 30 часов, а это не очень хороший результат для данных, на создание которых, возможно, было истрачено до 16 часов. Тем не менее, за счет использования дополнительных данных, полученных при более высоких температурах, мы можем получить окончательную обобщающую кривую, которая представлена на Рисунке 4. Вот здесь уже имеется кое-что интересное. Испытание, на проведение которого затратили 16 часов, позволило сделать прогноз поведения на период, превышающий 100,000 часов или более чем на 11.5 лет. Снабженные комментариями значения на кривой позволяют нам прочитать данные с логарифмической кривой, и дают нам ценную количественную информацию об этом материале. Очевидно, что материал совсем жесткий при 100°C при исходном модуле в 12.11 ГПa (более 1.75 миллионов фунтов на кв. дюйм). Но после 10 часов под нагрузкой кажущийся модуль упругости понизился примерно на 50%. Возвращаясь к нашему уравнению, которое определяет соотношение кажущегося модуля упругости и деформации, можно заметить, что снижение кажущегося модуля упругости на 50% равно увеличению общей деформации вдвое. Иными словами, в этой точке деформация упругости примерно равна начальной деформации. После 1000 часов (через шесть недель), Ea уменьшилась на чуть больше, чем 75%. Это означает, что общая деформация теперь в четыре раза больше, чем начальная деформация. Спустя 10,000 часов (через 14 месяцев), она уже в пять раз больше. Такое поведение может быть смоделировано для любого набора условий.
|