Properties of polymers

4.3. Прочность и деформативность полимеров в динамических 
условиях 
В общем под динамическими принято понимать переменное механи-
ческое напряжение (сжатия или изгиба), изменяющееся во времени, по ве-
личине и, возможно, по знаку. В этом случае поведение полимера при 
циклических напряжениях описывается усталостными кривыми, постро-
енными в координатах lgn (число циклов) – разрушающее напряжение (σ). 
σ,
М
П
а
lgn 
6
5
4
Рис. 8. Зависимость σ от lgn 
 
Во время циклического нагружения образца полимера, последний са-
моразогревается. На рис. 9 представлена зависимость температуры само-
разогрева от числа циклов нагружения образцов при различных σ. 

---

34 
T, ºC
lgn 
6
5
100
200
1
2
Рис. 9. Зависимость температуры саморазогрева от lgn числа циклов 
нагружения при различных σ: 
1 – 63 МПа; 2 – 58,5 МПа 
 
Как видно из рис. 9, изменение приложенного напряжения изгиба от 
63 до 58,5 МПа существенно изменяет кинетику саморазогрева на фоне 
одинакового для всех нагружений приращения температуры. 
Усталостная прочность существенно зависит не только от саморазо-
грева, но и от наличия на детали концентратов σ, от частоты нагружения, 
от влажности среды, наличия в полимере пластификатора и других факто-
ров. 
4.4. Ударная прочность 
Ударная прочность является технической характеристикой полимер-
ного материала. Под ударной прочностью понимают способность матери-
ала сопротивляться приложенным с большой скоростью нагрузкам. Эта 
характеристика полимерных материалов утверждена стандартами. В этом 
случае полимерный материал испытывается на поперечный удар, ударное 
растяжение, ударное сжатие или на многократный удар. Скорость прило-
жения нагрузки не более 1 м/с. 
Наибольшее применение нашел поперечный удар, который реализу-
ется на маятниковом копре. На рис. 10 показаны схемы испытаний образ-
цов полимеров по Шарпи и по Динстату. 
1. 
2.
Рис. 10. Схема испытаний образ-
цов полимера на поперечный удар: 
1 – по Шарпи; 2 – по «Динстат»

---

35 
Например, по ГОСТ 4647-69 образцы полимера в виде стандартного 
бруска (бруска 6×6×60 или 10×15×120) с надрезом (метод Шарпи) или без 
него испытывают на стандартном маятниковом копре, например, типа КМ-
0,5. Удар наносится маятником копра по середине образца. Расстояние 
между опорами l должно быть согласовано с сечением образца h. По вто-
рому методу образец закрепляется консольно (метод «Динстат»). 
На рис. 11 представлена схема копра. 
Рис. 11. Схема действия маятникового копра: 
1 – маятник; 2, 3 – измерительные устройства;
4 – образец 
Ударной вязкостью называют отношение энергии разрушения образца 
(А, кДж) к площади его поперечного сечения (м): 
A
a
B h


, кДж/м
2
. 
При разрушении образца маятником затрачивается часть энергии, по-
этому угол взлета маятника меньше угла установки (β < α). 
По показаниям измерительной установки (2, 3) оценивают энергию 
разрушения:
[(1 cos ) (1 cos )]
A G r


   
 
, Дж. 
где G – сила маятника, Н; r – радиус дуги движения бойка, м. Скорость 
нагружения 3,5 м/с.