CREEP OF POLYTETRAFLUOROETHYLENE UNDER VARIOUS LOADING CONDITIONS

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

This article contains results of experimental research of polytetrafluoroethylene (PTFE) deformation and creep under linear and plane stresses. During the tests predetermined values of real stresses considering current deformation were constant. The equation of mechanical states considering instant elastic, viscoelastic, instant plastic and viscoplastic components of total deformation was obtained. The equation is used for the description of PTFE deformations (F-4, F-4D, F-4D0) under stationary and non-stationary cyclic loads in flat stress condition with an application of material constant volume condition, condition of similarity of deviators of stresses and deformations and with the input of parameters which are functions of the form of stress deviators. The results of PTFE creep investigation under real stresses reaching ultimate values are relevant and unique.

About the authors

L I Ogorodov

Peter the Great Saint-Petersburg Polytechnic University

Author for correspondence.
Email: L.ogorodov@mail.ru
Associate Professor, Candidate of Technician Sciences, Hydraulic and Strength Department, Peter the Great Saint-Petersburg Polytechnic University. Scientific interests: polymer and composite materials, material resistance, creep, material ageing, material durability, long-term fracture 29 Polytechnicheskaya St., St. Petersburg, 195251, Russia

I P Nickolaeva

Peter the Great Saint-Petersburg Polytechnic University

Email: inna4i4n@mail.ru
Associate Professor, Candidate of Technician Sciences, Hydraulic and Strength Department, Peter the Great Saint-Petersburg Polytechnic University. Scientific interests: polymer and composite materials, material resistance, creep, material durability 29 Polytechnicheskaya St., St. Petersburg, 195251, Russia

E L Yakovleva

Peter the Great Saint-Petersburg Polytechnic University

Email: helena47@mail.ru
Associate Professor, Candidate of Technician Sciences, Hydraulic and Strength Department, Peter the Great Saint-Petersburg Polytechnic University. Scientific interests: polymer and composite materials, material resistance, creep, material ageing, material durability, long-term fracture 29 Polytechnicheskaya St., St. Petersburg, 195251, Russia

O V Fominykh

Peter the Great Saint-Petersburg Polytechnic University

Email: luola94@mail.ru
Master’s Degree Student, Construction Mechanics and Structures Department, Peter the Great Saint-Petersburg Polytechnic University. Scientific interests: polymer and composite materials, material resistance, creep, material ageing, material durability, long-term fracture 29 Polytechnicheskaya St., St. Petersburg, 195251, Russia

References

  1. Moskvitin V.V. (1972). Soprotivlenie vyazkoyprygih materialov [Resistance of the viscoelastic materials. Moscow: Nayka Publ., 327. (In Russ.)
  2. Bugakov I.I. (1973). Polzychest polimernykh materialov [Creep of polymer materials]. Moscow: Nayka Publ., 288. (In Russ.)
  3. Goldman A.Y. (1979). Prochnost konstructsionykh plastmass [Strength of structural plastics]. Leningrad: Mashinostroenie Publ., 320. (In Russ.)
  4. Pavlov P.A. (1980). Mehanicheskie sostoyaniya I prochnost materialov [Mechanical states and materials strength]. Leningrad: izd-vo LGY Publ., 176. (In Russ.)
  5. Aibinder S.B., Tunina E.L., Tsirule K.I. (1981). Svoistva polimerov pri razlichnykh napryazhennykh sostoyaniyah [Material properties under various stress states]. Moscow: Himiya, 232. (in Russ.)
  6. Goldman A.Y. (1988). Prognozirovanie deformatsionno-prochnostnykh svoistv polymernykh I compozitsionnykh materialov [Forecastion of the polimer and composite materials strength-deformation properties]. Leningrad: Himiya, 272. (In Russ.)
  7. Pavlov P.A. (1988). Osnovy inzhenernykh raschetov elementov mashin na ystalost I dlitelnyiy prochnost [The basics of engineering calculations of fatigue and longterm strength of machine elements]. Leningrad: Mashinostroenie, 252. (In Russ.)
  8. Pavlov P.A., Andreev A.V. (1976). Issledovanie polzychesti ftoroplasta-4 v usloviyah ploskogo tsiclicheskogo napryazhennogo sostoyaniya [The study of the luoroplastic-4 creep under flat cyclic stress state]. Mehanica polimerov, (6), 1099-1103. (In Russ.)
  9. Pavlov P.A., Krutskih N.A. (1984). Phenomenologicheskoe opisanie I experimentalnoe issledovanie deformatsionnykh protsessov pri slozhnom termomehanicheskom nagruzhenii chastichno cristallicheskih materialov [Phenomenological description and experimental study of the deformation processes in partially crystal materials under complex thermomechanical loading]. Mehanika compozitnykh materialov, (6), 974-979. (In Russ.)
  10. Pavlov P.A., Yakovleva E.L., Krutckih N.A. (1983). Analiticheskoe opisanie protsessov deformiriovaniya I razrusheniya elementov konstruktsyi iz polimernykh materialov [Analytical description of deformation processes and destruction of the structural polymer elements]. Trudy LPI, (393), 3-7. (In Russ.)
  11. Pavlov P.A., Kosov K.A. (1986). Soprotivlenie chastichno cristallicheskih polymernykh materialov cyclicheskomy nagruzheniu pri ploskom napryazhennom sostoyanii [Resistance of partially crystal polymer composite materials to the cyclic loading under flat stress state]. Mechanica compositnykh materialov, (6), 978-986. (In Russ.)
  12. Belan-Gaiko V.N. (1992). Experimentalnoe issledovanie polzychesty polimernogo materiala pri proportsionalnom nestatsionarnom nagruzhenii v usloviyah ploskogo napryazhennogo sostoyania [Experimental study of polymer material creep under proportional non-stationary loading and flat stress state]. Problemy mashinostroyenia I nadezhnosti mashin, (1), 105-109. (In Russ.)
  13. Nickolaeva I.P., Ogorodov L.I., Krasikov S.V. (2015). Polzychest polyethylena vysokoy plotnosty pri razlichnyh rezhimah nagruzheniya [Creep of high density polyethylene under various loading modes]. Construction of Unique Buildings and Structures, 12(27), 50-63. (In Russ.)
  14. Krollmann N. (2006). Verhalten von EPS-Hartschaumstoffen unter langzeitigher Druckbeanspruchung [Behavior of EPS rigid foams under long-term compressive stress]. Bauphysik, 28(3), 184-191. (In Germ.)
  15. Beake B. (2006). Modelling indentation creep of polymers: a phenomenological approach. J. Phys. D., 39(20), 4478-4485.
  16. Demidov A.V., Makarov A.G., Stolevich A.M. (2006). Varianty matematicheskogo modelirovaniya deformatsionnykh protsessov polymernykh materialov [Mathematical modeling variants of polymer material deformation processes]. Voprosy materialovedeniya, (3), 101-110. (In Russ.)
  17. Sherstnev V.A., Goldman A.Y. (1976). Ustanovka dlya ispytaniya polimernykh materialov na ustalost v usloviyah ploskogo napryazhennogo sostoyaniya [Testing set for polymer materials on fatique under flat stress state]. Problemy prochnosty, (12), 111-113. (In Russ.)
  18. Yoda M., Nakamura T., Saito Yu., Nakamura T. (2008). Creep crack growl characteristics in polyethylene film at various stresses and temperatures. Nihon rairyo kyodo gakkashi. J. Jap. Soc. Strength and Fract. Ma-ter., 40(2), 27-34.
  19. Girard D., Castagnet S., Gacougnolle J.L., Hosehstetter G. (2007). On the relevance of a notch creep test for the comprehension and prediction of slow crack growth in PVDE. Polym. Test, 26(7), 937-948.
  20. Dian G. (2007). Modelling non-linear creep behavior of an epoxy adhesive. Jnt. J. Adhes snd Adhes., 27(8), 636-646.
  21. Rostovtseva N.G., Litvinov A.M., Fedorova S.V., Makarov A.G. (2009). Prognozirovanie deformatsionnykh protsessov polimernykh materialow v usloviyah menyausheisya temperatury [Forecasting of the polymer material deformation processes under changing temperature conditions]. Disain. Materialy. Technologii, (3), 69-71. (In Russ.)
  22. Goludin E.P. (2009). Variant staticheskoy modeli neizotermicheskoy polzychesty polyvinilhloridnogo plasticata [Variant of non-isothermal creep static polyvinylchloride plastic model]. Vest. Samar. gos. tehn. un-ta. Ser. Fiz-mat. nauki, (1), 114-121. (In Russ.)
  23. Mourad A.-H. J., Fouad H., Elleithy R. (2009). Impact of same invironmental conditions on the tensile, creep-recovery, relaxation, melting and crystallinity behavior of UHMWPE-GUR 410-medical grade. Mater. and Des., 30(10), 4112-4119.
  24. Elksnite J., Maksimov R.D., Zicans J., Mevi R. (2010). The effect of small additions of a lignid-crystalline polymer on the mechanical properties of polyethylene. Mech. Compos. Mater., 46(1), 77-88.
  25. Sherstnev V.A., Goldman A.Y. (1976). Ustanovka dlya ispytany polymernykh materialov na ustalost v usloviyah ploskogo napryazhennogo sostoyaniya [Equipment for polymer material testing on fatique under flat stress state]. Problemy prochnosty, (12), 11-113. (In Russ.)
  26. Ogorodov L.I. (1979). Ustanovka dlya ispytany polymernykh materialov v usloviyah ploskogo napryazhennogo sostoyaniya pri staticheskom i tsyclicheskom nagruzhenii [Equipment for polymer material testing under flat and cyclic loadings]. Mechanica. RZH, (1096). (In Russ.)
  27. Ogorodov L.I., Kotyakov L.F., Kyrilovich N.N. (2006). Deformirovaniye polycristallicheskih polymernykh materialov v usloviyah kratkovremennogo nagruzheniya [Deformation of polycrystalline polymer materials under short-time loading]. Nauchno-technicheskie problem razvitiya proizvodstva himicheskih volokon v Belarusi. Materialy tretei Belorusskoy naucho-practicheskoy conferentsii, 329-333. (In Russ.)
  28. Belan-Gaiko V.N., Ogorodov L.I. (2012). Geometricheskoe podobie deviatorov napryazheniy I skorostey deformatsii polzychesty polimernykh materialov v usloviyah lineinogo, slozhnogo proportsionalnogo I tsiclicheskogo regimov nagruzheniya [Geometrical similarity of stress deviators and creep deformation speeds of polymer materials under linear, complex proportional and cyclic loading modes]. Vuzovskaya nauka - regionu. Materialy desyatoi Vserossiiskoy conferetsii. Vologda: VSTU Publ., 305-310. (In Russ.)
  29. Loginova I.I., Artamonova D.A., Stolyarov O.N., Melnikov B.E. (2015). Vliyanie structury na vyazkouprugie svoistva geosynteticheskih materialov [Structure influence on the viscoelastic properties of geosynthetic materials]. Magazine of Civil Engineering, 4(56), 11-18. (In Russ.)
  30. Nickolaeva I.P., Ogorodov L.I., Yakovleva E.L. (2017). Polzychest modificatsiy polytetraftorethylena pri razlichnykh regimah nagruzheniya [Creep of polytetrafluoroethylene modifications under various loading conditions]. Construction of Unique Buildings and Structures, 3(54), 7-17. (In Russ.)

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».