18. Механические свойства диэлектриков.

Основные виды нагрузки: сжатие, растяжение, сдвиг, кручение. Изменения размеров и формы тела под действием нагрузок называются деформациями. Если к стержню площадью s приложить силу F вдоль оси, то его продольный размер l и поперечный размер r изменятся  l/l=p/E, (1.28)  r/r= - p /E, где p=F/s- механическое напряжение, E - модуль Юнга или модуль всестороннего сжатия (или растяжения),  - коэффициент Пуассона. Если сила сжимает стержень, то на стержень действует давление, при этом продольное удлинение отрицательно, зато поперечное положительно. В случае растягивающей силы, т.е. действия напряжения - наоборот. Удлинение вдоль стержня, положительно, а поперек - отрицательно. При снятии нагрузки исходные размеры восстанавливаются. Такие деформации называются упругими.

Выражение (1.28) показывает линейную связь нагрузки с удлинением. Это выражение называется законом Гука. Он характерен для упругих деформаций. По мере увеличения нагрузки пропорциональность между изменением размера и нагрузкой перестает выполняться. Примерно при этих же нагрузках, после их снятия исходный размер полностью не восстанавливается. Предел упругости (_0.05) - напряжение, при котором остаточная деформация не превышает 0.05%. П редел текучести ( _0.2) - напряжение, при котором происходит удлинение до 0.2% без увеличения нагрузки. Предел прочности или временное сопротивление  _в - напряжение, соответствующее максимальной нагрузке.

Помимо указанных видов деформации при натяжении, рассматривают механическую прочность при других видах нагрузки, например при сжатии, при изгибе. Механизм разрушения во всех случаях заключается в появлении и прорастании трещин. Различают дват вида разрушения - хрупкое и вязкое. При хрупком разрушении деформации малы и скорость разрушения велика. При вязком разрушении перед трещиной существует значительная пластическая деформация и скорость распространения трещины мала. Пластическая деформация - часть деформации, которая остается после снятия нагрузки. Твердость материала. Свойство материала противостоять деформации при локальном контакте называется твердостью. Наибольшую твердость имеет алмаз, затем идет корунд и т.д.

В системе единиц СИ значения предела прочности при растяжении s_р ,сжатии s_с , и изгибе s_и выражаются в паскалях 1 Па=1 Н/м²»10^-5 кгс/см² .

Многие электроизоляционные материалы (стекла, керамика, некоторые пластмассы) отличаются хрупкостью, т.е способностью разрушаться без заметной пластической деформации. Хрупкость материала можно оценить, подвергая материал испытанию на ударный изгиб. При этом определяется параметр, называемый ударной вязкостью s_уд (энергия затраченная на излом образца, отнесенная к площади поперечного сечения образца). В системе СИ s_уд измеряется в Дж/м². Для керамических материалов ударная вязкость составляет всего 2-5 кДж/м² в то время как у полиэтилена она превышает 100 кДж/м².

Вязкость жидких и полужидких электроизоляционных материалов является важной механической характеристикой. Вязкость - это свойство вещества оказывать сопротивление перемещению одной части относительно другой. Динамическая вязкость (коэффициент внутреннего трения) h в системе СИ измеряется в паскалях, умноженных на секунды, в системе СГС в сантипуазах: 1 Па×с= 10 П=1000 сП. Кинематическая вязкость h_к =h/d, м²/с, где d - плотность.