Применение склеивания (С.) для создания неразъёмного соединения элементов конструкций из одинаковых или различных полимерных материалов особенно целесообразно, если требуется соединить большие поверхности сложной формы, работающие в конструкциях главным образом на сдвиг или на равномерный отрыв, и сохранить при этом структуру и свойства склеиваемых материалов. Прочность клеевого соединения (См. Клеевое соединение) зависит от адгезии (См. Адгезия) соединяемых поверхностей к клеевой прослойке, когезионной прочности последней (см. Когезия) и от прочностных свойств самих полимерных материалов. Наиболее прочные соединения получают при использовании клеев, полимерная основа которых близка по химической природе к полимерной основе соединяемых материалов; в частности, для реактопластов более пригодны термореактивные, для термопластов - термопластичные клеи. Некоторые универсальные клеи, например эпоксидные, полиуретановые, полиакриловые, резиновые, применимы для многих полимерных материалов. Технологический процесс С. включает следующие операции: подготовка соединяемых поверхностей (шероховка, дробе- или пескоструйная очистка, травление, воздействие электрического разряда, обезжиривание органическими растворителями); нанесение клея методами, аналогичными методам нанесения лакокрасочных покрытий (См. Лакокрасочные покрытия), выдержка клеевого слоя для удаления из него растворителя; приведение соединяемых поверхностей в контакт и их выдержка (иногда при избыточном давлении и нагревании); контроль качества клеевого шва (определение механической прочности шва при сдвиге, ультразвуковая дефектоскопия и др.). См. также Клеи.

Лит.: Энциклопедия полимеров, т. 3, М. (в печати).

Г. В. Комаров.

изменение механических и физических свойств материала под длительным действием циклически изменяющихся во времени напряжений и деформаций. Изменение состояния материала при усталостном процессе отражается на его механических свойствах, макроструктуре, микроструктуре и субструктуре. Эти изменения протекают по стадиям и зависят от исходных свойств, вида напряжённого состояния, истории нагружения и влияния среды. На определённой стадии начинаются необратимые явления снижения сопротивления материала разрушению, характеризуемые как усталостное повреждение. Сначала в структурных составляющих материала и по границам их сопряжения (зёрна поликристаллического металла, волокна и матрица композитов, молекулярные цепи полимеров) образуются микротрещины, которые на дальнейших стадиях перерастают в макротрещины либо приводят к окончательному разрушению элемента конструкции или образца для механических испытаний.

Количественно усталостный процесс описывается зависимостью между накопленным повреждением и числом циклов или длительностью нагружения по параметру величины циклических напряжений или деформаций. Соответствующая зависимость между числом циклов и стадией повреждения (в т. ч. возникновением трещины или окончательным повреждением) называется кривой усталости. Эта кривая - основная характеристика У. м. Накопление циклического повреждения отражает деформирование материала как макро- и микронеоднородной среды (для металлов - поликристаллический конгломерат, для полимеров - конгломерат молекулярных цепей, для композитов - регулярное строение из матрицы и волокон). Этот процесс в поле однородного напряжённого состояния (например, простого растяжения-сжатия) описывается механической моделью, звенья которой воспроизводят неоднородную напряжённость структурных составляющих материала; неоднородность характеризуется вероятностными распределениями величин микродеформаций и микронапряжений (включая остаточные). Циклическое нагружение таких неоднородных структур порождает в наиболее напряжённых структурных звеньях необратимые деформации (упругопластические, вязкоупругие), накапливающиеся с нарастанием числа циклов и длительности пребывания под циклической нагрузкой. Их увеличение до критических значений, свойственных материалу и среде, в которой он находится, приводит к зарождению макротрещины как предельного состояния на первой стадии усталостного разрушения. Кинетика изменения состояния материала на этой стадии проявляется субмикроскопически в изменении плотности дислокаций (См. Дислокации) и концентрации вакансий (См. Вакансия), микроскопически - в образовании линий скольжения, экструзий и интрузий на свободной поверхности остаточных микронапряжений; механически - в изменении твёрдости, параметров петли упруго-пластического Гистерезиса, циклического модуля упругости (См. Модули упругости), а также макрофизических свойств (электрического, магнитного и акустического сопротивления, плотности). На второй стадии усталостного разрушения накопление повреждения оценивается скоростью прорастания макротрещины и уменьшением сопротивления материала статическому (квазихрупкому или хрупкому) разрушению, определяемому изменением статической прочности, в том числе характеристиками вязкости разрушения как критическими значениями интенсивностей напряжений у края усталостной трещины.

Кривые усталости в области многоцикловой усталости (при разрушающем числе циклов более 10⁵), за которые "ответственны" повторные упругие деформации, наносятся в амплитудах (или максимальных напряжениях) цикла в логарифмических (lgσ, lgN) или полулогарифмических (σ, lgN) координатах (рис. 1). В зависимости от особенностей материала, гомологических температур и физико-химической активности среды кривые усталости могут иметь либо асимптотический характер (кривая 1), либо непрерывно снижающийся с выпуклостью, обращенной к началу координат (кривая 2). Величину амплитуд напряжений σ_-1, являющихся асимптотами кривых усталости 1-го типа, называется пределом выносливости материала, а величину амплитуд напряжений (σ_-1) _Np, для которых разрушение достигается при числе циклов Np по кривым 2-го типа, - ограниченным (по числу циклов) пределом выносливости. Материалам более стабильных структур и для более низких температур свойственны кривые типа 1; материалам менее стабильных структур, для более высоких температур и активных сред - кривые типа 2.

Кривые усталости в области малоцикловой усталости (при разрушающем числе циклов в 10⁴ и менее), за которые "ответственны" повторные пластические деформации, наносятся в амплитудах этих деформаций в логарифмических координатах lg ε_ap и lg N (рис. 2).

Лит.: Конструкционные материалы, т. 3, М., 1965, с. 382-90; Форрест П., Усталость металлов, пер. с англ., М., 1968; Серенсен С. В., Сопротивление материалов усталостному и хрупкому разрушению, М., 1975.

С. В. Серенсен.

Рис. 1. Кривые усталости в области многоцикловой усталости.

Рис. 2. Кривые усталости в области малоцикловой усталости.

в сопротивлении материалов, вид деформации (См. Деформация) стержня под действием сил, равнодействующая которых нормальна поперечному сечению стержня и проходит через его центр тяжести. Р.-с. называется также линейное (одноосное) напряжённое состояние - один из главных видов напряжённого состояния элементарного параллелепипеда. Р.-с. может быть вызвано как силами, приложенными к концам стержня, так и силами, распределёнными по его объёму (собственным весом стержня, силами инерции и др.). Кроме одноосного, существуют двух- и трёхосное Р.-с.

Если стержень находится в однородном одноосном напряжённом состоянии, то напряжение вдоль оси σ = N/F (N - растягивающая или сжимающая сила, F - площадь поперечного сечения), а зависимость между напряжением и относительной деформацией в упругой области определяется Гука законом. Зависимость между продольными (ε₁) и поперечными (ε₂) относительными деформациями стержня в упругой области при Р.-с. имеет вид ε₂ = με₁, где μ - Пуассона коэффициент. Зависимость относительной деформаций от напряжений в пластической области описывается сложными (нелинейными) эмпирическими законами. Растяжение вызывает удлинение стержня, а сжатие - укорочение. При сжатии гибкого стержня, кроме того, может возникнуть явление потери им устойчивости (см. Продольный изгиб).

Лит.: Работнов Ю. Н., Сопротивление материалов, М., 1962; Сопротивление материалов, 2 изд., М., 1969.

А. А. Бать.

способность тела или конструкции сопротивляться образованию деформации (См. Деформация); физико-геометрическая характеристика поперечного сечения элемента конструкции. В случаях простых деформаций в пределах закона Гука (см. Гука закон) Ж. определяется численно как произведение модуля упругости Е (См. Модули упругости) (при растяжении сжатии и изгибе) или G (при сдвиге и кручении) на ту или иную геометрическую характеристику поперечного сечения элемента: EF - при растяжении-сжатии, EI - при изгибе, GF - при сдвиге и т. д., где F - площадь поперечного сечения, I - осевой момент инерции. Понятие Ж. широко используется при решении задач сопротивления материалов.