vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"vestift-271Research ArticleМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ, МЕТАЛЛУРГИЯMATERIALS SCIENCES AND ENGINEERING, METALLURGYАНАЛИЗ ДЕФОРМАЦИОННОГО ПОВЕДЕНИЯ ФТОРОПЛАСТА-4 В УСЛОВИЯХ СИЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯANALYSIS OF DEFORMATION BEHAVIOUR OF FLUOROPLASTIC-4 IN THE CONDITIONS OF MECHANICAL AFFECTВершинаГ. А.VershinaG. A.

кандидат технических наук, доцент, первый проректор

Ph. D. (Engineering), Assistant Professor, First Vice-Rector

face@neicon.ruРеутЛ. Е.ReutL. E.

кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры сопротивления материалов машиностроительного профиля.

Ph. D. (Engineering), Assistant Professor, Assistant Professor,

sopromat_reut@mail.ruБелорусский национальный технический университетBelarusian National Technical University201621012017042330Copyright © Вершина Г.А., Реут Л.Е., 20172017Вершина Г.А., Реут Л.Е.Vershina G.A., Reut L.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/271

Работа посвящена анализу деформационного поведения фторопласта в условиях нагружения и изучению возможности изготовления фторопластовых изделий методом холодного формоизменения прессованных заготовок без последующих операций нагрева и термофиксации размеров готовой детали. На основании многочисленных исследований, проводимых по изучению полимера в различных лабораториях, авторами предпринята попытка создания механической модели фторопласта и обоснования возможности применения к расчету фторопластовых изделий теоретических методов и подходов, разработанных для низкомолекулярных материалов. Рассматривается технологический процесс изготовления разрезных фторопластовых колец, получаемых путем навивки ленточной заготовки на цилиндрическую оправку, и изучается возможность создания теоретической базы для разработки и расчета инструмента, позволяющего при холодном деформировании получать изделия требуемых размеров и форм. На основании обобщения и анализа результатов исследований относительно строения фторопласта, изменения его структуры при силовом воздействии и характера возникающих деформаций авторами впервые обоснована и доказана возможность принятия для полимера модели твердого кристаллического тела и применения к математическому описанию его деформационного поведения при нагружении подходов и расчетных методик, разработанных в механике твердых деформируемых сред для классических низкомолекулярных материалов.

Analysis of deformation behaviour of fluoroplastic-4 in the conditions of mechanical affect.Polymeric materials and, in particular, fluoroplastic-4 and modifications on its basis are widely used in industry. Unique properties of a fluoroplastic make it irreplaceable constructional material and provide a high demand for production of details of different function. The work is devoted to the analysis of deformation behavior of fluoroplastic in the conditions of loading and to studying of possibility of manufacturing of fluoroplastic products by a method of cold forming of the pressed preparations without the subsequent operations of heating and thermofixing of the sizes of a ready detail. On the basis of the numerous researches of the polymer in various laboratories, authors undertake attempt of creation of mechanical model of fluoroplastic and substantiation of possibility of application of theoretical methods and the approaches, developed for low-molecular materials, to calculation of fluoroplastic products. A technological process of manufacturing of cutting fluoroplastic rings obtained by winding a tape preparation on cylindrical pilot is considered, and possibility of creation a theoretical base for design and calculation of a tool allowing cold deformation to obtain a product of demanded shape and size is studied. By results of the analysis it is established, that owing to high crystallinity of fluoroplastic, obtained at polymerization and increasing at recrystallization processes, its structure can be considered as completely crystal, homogeneous and isotropic, corresponding to materials studied in the mechanic of solid deformable bodies. Neglecting to the presence in structure of an insignificant amorphous phase and its influence on the deformation mechanism, mechanical behaviour of fluoroplastic at power influence it is possible to consider as the process including only two deformations – elastic (consisting truly elastic and highly-elastic, submitting to certain values to Hooke’s law) and residual, growing out of structural reorganization of a material. At the same time, exactly recrystallization, leading to occurrence of irreversible deformations, it is necessary to accept as a limit state of a material, and as settlement limit pressure it is necessary to use a limit of recrystallization of a material. On the basis of generalization and analysis of results of researches concerning a structure of fluoroplastic, changes of its structure at power influence and character of arising deformations, authors founded and proved for the first time a possibility of acceptance of the model of solid crystal body for the polymer and application of approaches and settlement techniques developed in the mechanic of solid deformable environments for classical low-molecular materials to the mathematical description of its deformation behavior at loading.

фторопластструктурадеформации при силовом воздействиирекристаллизациядеформационное поведениемеханическая модель материаламеханика твердых деформируемых телхолодное формование изделийfluoroplasticstructuredeformations at power influencerecrystallizationdeformation behaviormechanical model of materialmechanics of solid deformable bodiescold formation of productsReferencesБрацыхин, Е. А. Технология пластических масс / Е. А. Брацыхин, Э. С. Шульгина. – Л.: Химия, 1982. – 328 с.Bratsykhin, E. A. and Shul’gina, E. S. (1982), Tekhnologiya plasticheskikh mass [Technology of plastics], Khimiya, Leningrad, RU.Пугачев, А. К. Переработка фторопластов в изделия / А. К. Пугачев, О. А. Росляков.– Л.: Химия, 1987. – 168 с.Pugachev, A. K. and Roslyakov, O. A. (1987), Pererabotka ftoroplastov v izdeliya [Processing fluoroplastic in products], Khimiya, Leningrad, RU.Вершина, Г. А. Способ изготовления разрезного кольца из полимерного материала и устройство для его осуществления /Vershina, G. A. and Pilatov, A. Ju. (2011), Sposob izgotovleniya razreznogo kol’tsa iz polimernogo materiala i ustroistvo dlya ego osushchestvleniya [Way of manufacturing of a cutting ring from a polymeric material and the device for its realisation], Baza patentov Respublіkі Belarus, BY, Pat. 14191.Г. А. Вершина, А. Ю. Пилатов.Патент Республики Беларусь, BY № 14191, 2011.Vershina, G. A. and Pilatov, A. Ju. (2015), Sposob izgotovleniya razreznykh zashchitnykh kolets iz polimernogo materiala [Way of manufacturing of cutting protective rings from a polymeric material], Baza patentov Respublіkі Belarus’, BY, Pat. 19073.Вершина, Г. А. Способ изготовления разрезных защитных колец из полимерного материала / Г. А. Вершина, А. Ю. Пилатов. Патент Республики Беларусь, BY № 19073, 2015.Marikhin, V. A. and Myasnikova, L. P. (1977), Nadmolekulyarnaya struktura polimerov [Supramolecular structure of polymers], Khimiya, Leningrad, RU.Марихин, В. А. Надмолекулярная структура полимеров / В. А. Марихин, Л. П. Мясникова. – Л.: Химия, 1977. – 240 с.Tager, A. A. (1968), Fiziko-khimiya polimerov [Fiziko-himiya polymers], Khimiya, Moscow, RU.Тагер, А. А. Физико-химия полимеров / А. А. Тагер. – М.: Химия, 1968. – 536 с.Privalko, V. P. (2006), Molekulyarnoe stroenie i svoistva polimerov [Molecular structure and properties of polymers], Khimiya, Leningrad, RU.Привалко, В. П. Молекулярное строение и свойства полимеров / В. П. Привалко.– Л.: Химия, 2006.– 238 с.Kargin, V. A. (1979), Struktura i mekhanicheskie svoistva polimerov [Structure and mechanical properties of polymers], Nauka, Moscow, RU.Каргин, В. А. Структура и механические свойства полимеров / В. А. Каргин.– М.: Наука, 1979. – 449 с.Gul’, V. E. and Kuleznev, V. N. (1994), Struktura i mekhanicheskie svoistva polimerov [Structure and mechanical properties of polymers], Labirint, Moscow, RU.Гуль, В. Е. Структура и механические свойства полимеров / В. Е. Гуль, В. Н. Кулезнев. – М.: Лабиринт, 1994. – 370 с.Tugov, I. I. and Kostrykina, G. I. (2009), Himiya i fizika polimerov [Chemistry and physics of polymers], Khimiya, Moscow, RU.Тугов, И. И. Химия и физика полимеров / И. И.Тугов, Г. И. Кострыкина. – М.: Химия., 2009. – 432 с.Knunyants, I. L. (2013), Kratkaya khimicheskaya entsiklopediya [Short chemical encyclopedia. In three volumes. Volume 1], Ripol Klassik, Moscow, RU.Кнунянц, И. Л. Краткая химическая энциклопедия / И. Л. Кнунянц. В 3-х т. Т. 3. – М., 2013. – 560 с.Kuleznev, V. N. and Shershnev, V. A. (1988), Khimiya i fizika polimerov [Chemistry and physics of polymers], Vysshaya shkola, Moscow, RU.Кулезнев, В. Н. Химия и физика полимеров / В. Н. Кулезнев, В. А. Шершнев.– М.: Высшая школа, 1988.– 312 с.Karyakina, M. I. and Poptsov, V. E. (1983), Tekhnologiya polimernykh pokrytii [Technology of polymeric coverings], Khimiya, Moscow, RU.Карякина, М. И. Технология полимерных покрытий / М. И. Карякина, В. Е. Попцов.– М.: Химия., 1983. – 336 с.Tsiklis, D. S. (1965), Tekhnika fiziko-khimicheskikh issledovanii pri vysokikh i sverkhvysokikh davleniyakh [Technique of physical and chemical researches with high and ultrahigh pressures], Khimiya, Moscow, RU.Циклис, Д. С. Техника физико-химических исследований при высоких и сверхвысоких давлениях / Д. С. Циклис.– М.: Химия, 1965. – 416 с.Klimov, I. Ya. (1967), Korroziya khimicheskoi apparatury i korrozionnostoikie materialy [Corrosion of the chemical equipment and corrosion-resistant materials], Mashinostroenie, Moscow, RU.Климов, И. Я. Коррозия химической аппаратуры и коррозионностойкие материалы / И. Я. Климов.– М.: Машиностроение, 1967. – 468 с.Климов, И. Я. Коррозия химической аппаратуры и коррозионностойкие материалы / И. Я. Климов.– М.: Машиностроение, 1967. – 468 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.