Structural Mechanics of Engineering Constructions and BuildingsStructural Mechanics of Engineering Constructions and BuildingsСтроительная механика инженерных конструкций и сооружений1815-52352587-8700Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)3825910.22363/1815-5235-2024-20-1-73-83YNLEDVExperimental researchesЭкспериментальные исследованияResearch ArticleEffect of Temperature on Physical and Mechanical Properties of Monolithic PolycarbonateВлияние температуры на физико-механические свойства монолитного поликарбонатаhttps://orcid.org/0009-0009-8369-3159AvdeevKirill V.АвдеевКирилл Владимирович

Deputy General Director - Chief Engineer

заместитель генерального директора - главный инженер

6136133@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7796-0072BobrovVladimir V.БобровВладимир Викторович

Candidate of Technical Sciences, Head of the Sector of the Department of Surveys of Buildings and Structures, JSC “Central Research and Design Experimental Institute of Industrial Buildings and Structures - Tsniipromzdanii”, Associate Professor of the Department of Reinforced Concrete and Stone Structures, Moscow State University of Civil Engineering (National Research University)

кандидат технических наук, заведующий сектором отдела обследований зданий и сооружений АО «ЦНИИПромзданий», доцент кафедры железобетонных и каменных конструкций, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

vbobrov1985@bk.ruhttps://orcid.org/0009-0009-7888-7987TuchinMikhail A.ТучинМихаил Александрович

Head of the Sector of the Structural Systems Department

заведующий сектором отдела конструктивных систем

m.tuchin@cniipz.comhttps://orcid.org/0000-0002-1193-201XDomarovaEkaterina V.ДомароваЕкатерина Владимировна

Engineer of Structural Systems Department, JSC “Central Research and Design Experimental Institute of Industrial Buildings and Structures - Tsniipromzdanii”, Senior Lecturer of the Department of Reinforced Concrete and Stone Structures, Moscow State University of Civil Engineering

инженер отдела конструктивных систем, АО «ЦНИИПромзданий», старший преподаватель кафедры железобетонных и каменных конструкций, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

cathie_p@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0000-8740-9826KudryavtsevNikita A.КудрявцевНикита Андреевич

Engineer of Structural Systems Department

инженер отдела конструктивных систем

n.kudryavtsev@cniipz.comhttps://orcid.org/0009-0005-6124-1152SkakunPavel V.СкакунПавел Владимирович

Chief Specialist of Structural Systems Department

главный специалист отдела конструктивных систем

89152892984@yandex.ruJSC “Central Research and Design Experimental Institute of Industrial Buildings and Structures - Tsniipromzdanii”АО «Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт промышленных зданий и сооружений - ЦНИИПромзданий»JSC “Central Research and Design Experimental Institute of Industrial Buildings and Structures - Tsniipromzdanii”Национальный исследовательский Московский государственный строительный университетMoscow State University of Civil Engineering (National Research University)АО «Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт промышленных зданий и сооружений - ЦНИИПромзданий»JSC “Central Research and Design Experimental Institute of Industrial Buildings and Structures - Tsniipromzdanii”15032024201VOL 20, NO1 (2024)ТОМ 20, №1 (2024)738315032024Copyright ©; 2024, Avdeev K.V., Bobrov V.V., Tuchin M.A., Domarova E.V., Kudryavtsev N.A., Skakun P.V.Copyright ©; 2024, Авдеев К.В., Бобров В.В., Тучин М.А., Домарова Е.В., Кудрявцев Н.А., Скакун П.В.2024Avdeev K.V., Bobrov V.V., Tuchin M.A., Domarova E.V., Kudryavtsev N.A., Skakun P.V.Авдеев К.В., Бобров В.В., Тучин М.А., Домарова Е.В., Кудрявцев Н.А., Скакун П.В.https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0https://journals.rudn.ru/structural-mechanics/article/view/38259

The study of the physical and mechanical properties of polycarbonate under various temperature conditions, taking into account its widespread use as a base material of monolithic polycarbonate systems in various climatic regions, will ensure a high degree of reliability of structures during operation in a wide temperature range. The authors of the article conducted a series of tensile tests of monolithic polycarbonate in the temperature range from -60 to +80 °C. The influence of temperature on the following characteristics of monolithic polycarbonate was evaluated: elongation at break, tensile yield strength, tensile stress at break, strains at the end of the elastic stage of the material. As a result of the conducted experimental studies, the relationship between the strength properties of monolithic polycarbonate and the operating temperature was revealed. The values of elongation at break at temperatures exceeding 15 °C for various samples generally correspond to the values obtained during tests conducted under standard conditions.

Изучение физико-механических свойств поликарбоната при различных температурных условиях с учетом его широкого использования в качестве базового материала монолитных поликарбонатных систем в различных климатических районах позволит обеспечить высокую степень надежности конструкций при эксплуатации в широком диапазоне температур. Проведены серии испытаний монолитного поликарбоната на растяжение в диапазоне температур от -60 до +80 °C. Была проведена оценка влияния температуры на следующие характеристики монолитного поликарбоната: относительное удлинение при разрыве, предел текучести при растяжении, прочность при разрыве, деформации монолитного поликарбоната, соответствующие концу упругой стадии работы материала. В результате проведенных экспериментальных исследований выявлена зависимость прочностных свойств монолитного поликарбоната от температуры эксплуатации. Значения относительного удлинения при разрыве при температурах, превышающих 15 °C, для различных образцов в целом соответствуют значениям, полученным при испытаниях, проведенных при стандартных условиях.

monolithic polycarbonatetemperaturerelative elongationtensile strengthtensile yield strengthмонолитный поликарбонаттемператураотносительное удлинениепрочность при разрывепредел текучести при растяженииAvdeev K.V., Tuchin M.A., Bobrov V.V., Kudryavtsev N.A., Skakun P.V. Testing of monolithic polycarbonatesheet for coating structures. Industrial and Civil Engineering. 2022;(10):56–61. (In Russ.) https://doi.org/10.33622/0869-7019.2022.10.56-61Авдеев К.В., Тучин М.А., Бобров В.В., Кудрявцев Н.А., Скакуп П.В. Испытания листового монолитного поликарбоната для конструкций покрытий // Промышленное и гражданское строительство. 2022. № 10. С. 56-61. https://doi.org/10.33622/0869-7019.2022.10.56-61Bunto O.V., Zhamoydik S.M. Experimental investigations of strength and deformation properties of polymeric materials considered as a translucent filling of easy-to-reset structures. Vestnik Universiteta grazhdanskoi zashchity MChS Belarusi. 2023;7(1):32–42. (In Russ.) https://doi.org/10.33408/2519-237X.2023.7-1.32Бунто О.В., Жамойдик С.М. Экспериментальные исследование прочностных и деформационных свойств полимерных материалов, рассматриваемых в качестве светопрозрачного заполнения легкосбрасываемых конструкций // Вестник Университета гражданской защиты МЧС Беларуси. 2023. Т. 7. № 1. С. 32-42. https://doi.org/10.33408/2519-237X.2023.7-1.32Bobina E.A., Danilaev M.P., Klabukov M.A., Kuklin V.A. Diagnostics of the destruction of monolithic polycarbonate using the piezoelectric effect. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta im. A.N. Tupoleva, 2020;76(2):5–10. (In Russ.)Бобина Е.А., Данилаев М.П., Клабуков М.А., Куклин В.А. Диагностика разрушения монолитного поликарбоната с использованием пьезоэффекта // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. 2020. Т. 76. № 2. С. 5-10. EDN: HNZZDKBozhanov P.V., Treshchev A.A. Determination of the strength criteria at the onset of plastic deformation in polycarbonate. Innovacii i investicii. 2018;(12):323–326. (In Russ.) EDN: PLDROZБожанов П.В., Трещев А.А. Определение прочностных критериев при возникновении пластических деформаций в поликарбонате // Инновации и инвестиции. 2018. № 12. С. 323-326. EDN: PLDROZMarkov A.V., Derivolkov D.I., Duvanov D.S. Stress state investigation and evaluation of residual stresses in thermoformed polycarbonate sheet. Plasticheskie massy. 2019;(3–4):21–24. (In Russ.) https://doi.org/10.35164/0554-29012019-3-4-21-24Марков А.В., Дериволков Д.Н., Дуванов Д.С. Исследование напряженного состояния и оценка остаточных напряжений в термодеформированном листовом поликарбонате // Пластические массы. 2019. № 3-4. С. 21-24Bobina E.A., Gimadeeva L.A., Danilaev M.P. Mechanical stresses measuring in the polymer glasses during their using. Ingineering journal of Don. 2018;49(2):31. (In Russ.) EDN: YATELZБобина Е.А., Гимадеева Л.А., Данилаев М.П. Определение механических напряжений, возникающих в полимерных стеклах в процессе эксплуатации // Инженерный вестник Дона. 2018. № 2 (49). С. 31. EDN: YATELZZhang S., Wang B., Meng X., Chen Y. Mechanical Properties and Fracture Microstructure of Polycarbonate underHigh Strain Rate Tension. Materials. 2023;16:3386. https://doi.org/10.3390/ma16093386Zhang S., Wang B., Meng X., Chen Y. Mechanical Properties and Fracture Microstructure of Polycarbonate under High Strain Rate Tension // Materials. 2023. Vol. 16. https://doi.org/10.3390/ma16093386Mu Q. Experimental data for creep and dynamic mechanical properties of polycarbonate and polycarbonate / acrylonitrile-butadiene-styrene. Data in Brief. 2022;42:108264. https://doi.org/10.1016/j.dib.2022.108264Mu Q. Experimental data for creep and dynamic mechanical properties of polycarbonate and polycarbonate / acrylonitrile-butadiene-styrene // Data in Brief. 2022. Vol. 42. https://doi.org/10.1016/j.dib.2022.108264Gallego S.-T., J., Nieto M.A., Huerta M. Thermal, lighting, and energy performances of buildings constructed withpolycarbonate panels. Case study of a classroom in Madrid. Energy Efficiency. 2023;16. https://doi.org/10.1007/s12053- 023-10120-wGallego S.-T., J., Nieto M. A., Huerta M. Thermal, lighting, and energy performances of buildings constructed with polycarbonate panels. Case study of a classroom in Madrid // Energy Efficiency. 2023. Vol. 16. https://doi.org/10.1007/s12053-023-10120-wAhmed A., Bhalla N., Chouhan H., Shukla K., Bhatnagar N. Study of Polycarbonate Based Nano-composites at High Strain Rate Impact. Procedia Structural Integrity. 2019;14:507–513. https://doi.org/10.1016/j.prostr.2019.05.061Ahmed A., Bhalla N., Chouhan H., Shukla K., Bhatnagar N. Study of Polycarbonate Based Nano-composites at High Strain Rate Impact // Procedia Structural Integrity. 2019. Vol. 14. P. 507-513. https://doi.org/10.1016/j.prostr.2019.05.061Yang M., Li W., Dong P., Ma Y., He Y., Zhao Z., Chen L. Temperature and strain rate sensitivity of yield strength of amorphous polymers: Characterization and modeling. Polymer. 2022;251(4):124936. https://doi.org/10.1016/j.polymer. 2022.124936Yang M., Li W., Dong P., Ma Y., He Y., Zhao Z., Che L. Temperature and strain rate sensitivity of yield strength of amorphous polymers: Characterization and modeling // Polymer. 2022. Vol. 251. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2022.124936Cherepanov A., Savinykh A., Garkushin G., Razorenov S. Spall strength of polycarbonate at a temperature of 20–185 °C. Technical Physics. 2023;68:622–628. https://doi.org/10.21883/TP.2023.05.56068.10-23Cherepanov A., Savinykh A., Garkushin G., Razorenov S. Spall strength of polycarbonate at a temperature of 20-1850C // Technical Physics. 2023. № 68. P. 622-628. https://doi.org/10.21883/TP.2023.05.56068.10-23Gasanova N.A. The influence of temperature on the nature of deformation of plastics working in oilfield equipment. Aktual'nye problemy gumanitarnykh i estestvennykh nauk [Actual problems of humanities and natural sciences]. 2017;(5–3):17–20. (In Russ.) EDN: YMVENZГасанова Н.А. Влияние температуры на характер деформации пластмасс, работающих в нефтепромысловых оборудованиях // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2017. № 5-3. С. 17-20. EDN: YMVENZRecommendations for the design and calculation of structures using plastics. Moscow: TSNIISK named after V.A. Koucherenko Publ.; 1969. (In Russ.)Рекомендации по проектированию и расчету конструкций с применением пластмасс // ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко. М., 1969. 149 с.Mathworks. Help Center. Available from: https://www.mathworks.com/help/matlab/ref/makima.html (accessed: 20.10.2023).Mathworks. Help Center. URL: https://www.mathworks.com/help/matlab/ref/makima.html (дата обращения: 20.10.2023).ArcGIS. Available from: https://doc.arcgis.com/ru/insights/latest/analyze/regression-analysis.htm (accessed: 20.10. 2023).ArcGIS. Регрессионный анализ. URL: https://doc.arcgis.com/ru/insights/latest/analyze/regression-analysis.htm (дата обращения: 20.10.2023).