Сложная неэкспоненциальная форма затухающих колебаний в одноосноориентированных полимерных материалах с одной механической степенью свободы
DOI:
https://doi.org/10.33910/2687-153X-2023-4-4-161-175Ключевые слова:
одноосно-ориентированные полимерные материалы, продольные малоамплитудные колебания, высокоэластичная деформация, определяющее уравнение, биенияАннотация
В работе исследованы релаксационные свойства одноосно-ориентированных полимерных нитей. В данной статье анализируется колебательная релаксация в механической системе с одной степенью свободы. Система представляет собой тяжелый груз, висящий на легкой нити, выполненной из высокоориентированного полимерного материала.
Авторами экспериментально подтвержден факт существования биений для ряда полимерных материалов (поликапромид, СВМ, терлон, армос и др.) при определенном статическом уровне нагрузки ниже температуры стеклования. Дано физическое объяснение факта существования второй моды колебаний.
С одной стороны, в системе происходят упругие колебания, с другой стороны, согласно барьерной модели, происходят колебания чисел заполнения энергетических уровней. Другими словами, возникает ещё одна мода колебаний, связанная с высокоэластичной деформацией, поскольку высокоэластичная деформация определяется числами заполнения соответствующих состояний. При близких частотах и наблюдается эффект биений.
Библиографические ссылки
Belousov, B. P. (1982) Periodicheski dejstvuyushchaya reaktsiya i ee mekhanizm [Intermittent reaction and its mechanism]. Khimiya i zhizn’, 7, 65–70. (In Russian)
Golovina, V. V., Rymkevich, P. P., Rymkevich, O. V. (2022) Effekt bienij v odnoosnoorientirovannykh polimernykh materialakh [The beating effect in uniaxial oriented polymer materials]. Nauchno-tekhnicheskij vestnik informatsionnykh tekhnologij, mekhaniki i optiki – Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics, 22 (5), 999–1006. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2022-22-5-999-1006 (In Russian)
Gorshkov, A. S. (2004) Dinamicheskaya vyazkouprugost’ sinteticheskikh nitej v nachal’noj stadii deformirovaniya [Dynamic viscoelasticity of synthetic threads in the initial stage of deformation]. PhD dissertation (Technical Sciences). Saint Petersburg, State University of Industrial Technologies and Design, 178 p. (In Russian)
Gorshkov, A. S., Makarov, A. G., Romanova, A. A., Rymkevich, P. P. (2013) Modelirovanie deformatsionnykh protsessov orientirovannykh polimerov na osnove opisaniya kinetiki nadmolekulyarnykh struktur, razdelennykh energeticheskimi bar’erami [Modelling of directed polymers deformation processes based on the description of the kinetics of supramolecular structures separated by energy barriers]. Inzhenerno-stroitel’nyj zhurnal — Magazine of Civil Engineering, 9 (44), 75–83. https://doi.org/10.5862/MCE.44.10 (In Russian)
Gorshkov, A. S., Makarov, A. G., Romanova, A. A., Rymkevich, P. P. (2015) Reologicheskiye mekhanizmy deformirovaniya oriyentirovannykh polimerov [Rheological deformation mechanisms of oriented polymers]. Stroitel’nye materialy, oborudovanie, tekhnologii XXI veka — Construction materials, the equipment, technologies of XXI century, 5-6 (196-197), 37–39. (In Russian)
Gorshkov, A. S., Pereborova, N. V., Vavilov, D. S. et al. (2023) Strukturno-reologicheskaya model’ sinteticheskoj niti so spiral’nym uprugo-vyazkim elementom [Structural-rheological model of a synthetic thread with a spiral elastic-viscous element]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenij. Tekhnologiya tekstil’noj promyshlennosti — The News of Higher Educational Institutions. Technology of Light Industry, 59 (1), 60–66. (In Russian)
Gorshkov, A. S., Romanova, A. A., Rymkevich, P. P., Stalevich, A. M. (2004) Amplitudnaya modulyatsiya oriyentirovannykh polimerov v nachal’noj stadii deformirovaniya [Amplitude modulation of oriented polymers in the initial stage of deformation]. Fiziko-khimiya polimerov: sintez, svojstva i primeneniye, 10, 111–112. (In Russian)
Gunn, J. B. (1963) Microwave oscillations of current III-V semiconductors. Solid State Communications, 1 (4), 88–91. https://doi.org/10.1016/0038-1098(63)90041-3 (In English)
Makarov, A. G., Pereborova, N. V., Vagner, V. I., Vasil’eva, E. K. (2015) Computer modeling and prediction of the deformation properties of polymeric marine cables. Fibre Chemistry, 47(1), 51–57. https://doi.org/10.1007/s10692-015-9637-6 (In English)
Rabotnov, Yu. N. (1988) Mekhanika deformiruemogo tverdogo tela [Mechanics of deformable solid]. Moscow: Nauka Publ., 712 p. (In Russian)
Romanova, A. A. (1990) Matematicheskoe modelirovanie deformatsionnykh svojstv sinteticheskikh nitej pri dinamicheskom nagruzhenii [Mathematical modeling of the deformation properties of synthetic threads under dynamic loading]. PhD dissertation (Technical Sciences). Saint Petersburg, Leningrad Institute of Textile and Light Industry, 231 p. (In Russian)
Romanova, A. A., Rymkevich, P. P., Gorshkov, A. S., Stalevich, A. M. (2005) Dynamic relaxation of synthetic fibres. Fibre Chemistry. 37 (4), 289–292. https://doi.org/10.1007/s10692-005-0097-2 (In English)
Romanova, A. A., Rymkevich, P. P., Gorshkov, A. S., Stalevich, A. M. (2007a) Relaksiruyushchij modul’ Yunga sinteticheskikh nitej [Young relaxing modulus of synthetic threads]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenij. Tekhnologiya tekstil’noj promyshlennosti — Proceedings of the Higher Educational Institutions. Textile Industry Technology, 4 (299), 3–5. (In Russian)
Romanova, A. A., Rymkevich, P. P., Gorshkov, A. S. et al. (2007b) A new phenomenon—amplitude-modulated free oscillations (beatings) in loaded, highly oriented fibers from semicrystalline polymers. Journal of Macromolecular Science. Part B: Physics, 46 (3), 467–474. http://dx.doi.org/10.1080/00222340701257703 (In English)
Romanova, A. A., Rymkevich, P. P., Stalevich, A. M. (2000) Kineticheskoe opisanie relaksatsii mekhanicheskikh napryazhenij v sinteticheskikh nityakh [Kinetic description of relaxation of mechanical stresses in synthetic threads]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenij. Tekhnologiya tekstil’noj promyshlennosti — Proceedings of the Higher Educational Institutions. Textile Industry Technology, 1 (253), 3–7. (In Russian)
Rymkevich, P. P. (2018) Razrabotka nauchnykh osnov i metodov prognozirovaniya termovyazkouprugikh svojstv polimernykh materialov tekstil’noj i legkoj promyshlennosti [Development of scientific foundations and methods for predicting thermoviscoelastic properties of polymer materials for textile and light industry]. PhD dissertation (Technical Sciences). Saint Petersburg, Saint Petersburg State University of Industrial Technologies and Design, 299 p. (In Russian)
Rymkevich, P. P., Gorshkov, A. S., Makarov, A. G., Romanova, A. A. (2014) Main constitutive equation of the viscoelastic behavior of unixially co-oriented polymers. Fibre Chemistry, 46 (1), 28–32. https://doi.org/10.1007/s10692-014-9555-z (In English)
Rymkevich, P. P., Gorshkov, A. S., Maksimov, V. V., Prishchepenok, O. B. (2021) Nelinejnaya reologicheskaya model’ polimernykh nitej [Nonlinear rheological model of polymer filaments]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenij. Tekhnologiya tekstil’noj promyshlennosti — Proceedings of the Higher Educational Institutions. Textile Industry Technology, 54 (4), 15–19. (In Russian)
Stalevich, A. M., Gorshkov, A. S., Romanova, A. A., Rymkevich, P. P. (2005) Ustrojstvo dlya opredeleniya dinamicheskikh kharakteristik polimernykh nitej metodom svobodnykh prodol’nykh kolebanij [Device for determining the dynamic characteristics of polymer threads using the method of free longitudinal vibrations]. Patent No. RU 2249195 C2. [Online]. Available at: https://rusneb.ru/catalog/000224_000128_0002249195_20050327_C2_RU/ (accessed 10.08.2023). (In Russian)
Zhabotinskii, A. M. (1974) Kontsentratsionnye kolebaniya [Concentration oscillations]. Moscow: Nauka Publ., 179 p. (In Russian)
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2023 Вавилов Дмитрий Сергеевич, Прищепёнок Ольга Борисовна, Рымкевич Павел Павлович
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Автор предоставляет материалы на условиях публичной оферты и лицензии CC BY-NC 4.0. Эта лицензия позволяет неограниченному кругу лиц копировать и распространять материал на любом носителе и в любом формате, но с обязательным указанием авторства и только в некоммерческих целях. После публикации все статьи находятся в открытом доступе.
Авторы сохраняют авторские права на статью и могут использовать материалы опубликованной статьи при подготовке других публикаций, а также пользоваться печатными или электронными копиями статьи в научных, образовательных и иных целях. Право на номер журнала как составное произведение принадлежит издателю.
