Труды КНЦ (Технические науки вып.3/2023(14))

Полученные экспериментальные данными характеризуют значение модуля упругости при сжатии Е = 5 105Ра и модуля при сдвиге для изученных суспензий G ~ 1 1 0 3Ра и G ~ 4 1 0 4 Ра для концентраций 55 и 60 % соответственно, что значительно отличается от ожидаемого по приведенному выше уравнению. В отличие от модуля при сжатии, для модуля упругости наблюдалось существенное уменьшение (на несколько порядков) модуля сдвига с ростом напряжения сдвига (рис. 3). Снижение модуля усиливается при повышении нормального давления. Это явление не проявляется при отсутствии нормального давления, когда модуль сдвига незначительно растет при увеличении напряжения сдвига, что является обычным при деформации гетерогенных материалов вследствие ориентационных эффектов. Подобный эффект еще не был описан, и реологическая модель Прандтля для упругопластичного тела оказалась непригодна для его объяснения. Более того, для гетерогенных систем в направлении деформации модуль упругости обычно растет вследствие ориентации структуры [9-14]. Для объяснения этого явления предложено рассматривать изменение толщины и длины упругих связей между жесткими частицами при сдвиге за счет перераспределения дисперсионной среды в объеме, в результате чего модуль сдвига снижается при одновременном росте модуля при сжатии. Предлагаемая модель упруго-пластичного тела с изменяющимися упругими характеристиками представлена на рис. 4. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 3. С. 198-202. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 3. P. 198-202. Рис. 3. Зависимость модуля сдвига от напряжения сдвига с различным напряжением сжатия для суспензий с концентрацией 55 ( а ) и 60 (б) об. % [8] Рис 4. Модель упруго-пластичного элемента с переменными упругими свойствами в исходном состоянии (а) и при приложении нормального давления и сдвиговой деформации (б): F — сдвиговая сила; F-ц, — сила трения, F > F^; Р — нормальное давление; h\, h2 — расстояние между частицами в нормальном направлении; l\, l2 — расстояние между частицами в плоскости сдвига до и после деформации упругой связи соответственно, hi > h2; l\ < l2 Согласно этой модели, при сжатии в нормальном направлении жесткие частицы наполнителя сближаются, выжимая полимерный слой между частицами. Этот слой затем при сдвиге распределяется между частицами в направлении сдвига, при этом длина упругой связи в этой плоскости растет, а модуль сдвига соответственно уменьшается. © Котомин C. В., Митюков А. В., 2023 200