Атермический механизм разрушения

Атермический механизм разрушения наблюдается тогда, когда тепловые флуктуации не играют роли и процесс разрыва опреде­ляется только напряженным состоянием материала (низкие тем­пературы или большие скорости нагружения, когда скорость рас­пространения трещины определяется упругими свойствами твердо­го тела и запасом упругой энергии в нем).

При очень низких температурах вблизи ОК тепловое движение практически отсутствует (область / на рис. 11.4). Поэтому отсут - вует и кинетическая энергия, необходимая для того, чтобы проис­ходил переход из одного минимума потенциальной энергии в дру­гой. В этих условиях микротрещины практически не растут при любых напряжениях, меньших некоторого критического ок, кото­рому соответствует критическое перенапряжение в вершине микро­трещины ок*, причем их отношение равно коэффициенту концен­трации напряжения у вершины микротрещины.

Атермический механизм наблюдается и при кратковременных нагружениях, когда вероятность тепловых флуктуаций ничтожно мала и процесс разрыва определяется напряженным состоянием полимера (кривая 1 на рис. 11.5). Критическое напряжение опре­деляется формулой (11.34). При 0>0К наблюдается слабая вре­менная зависимость прочности по уравнению, приведенному в табл. 11.2, и графически изображенная на рис. 11.5 (кривая /). Причиной этой слабой временной зависимости прочности в хруп­ком твердом теле являются в основном потери второго вида (ди­намические потери). Очагами разрушения в атермическом меха­низме являются микротрещины, причем кинетика процесса разру-

шения определяется наиболее опасной из них. В механике разрушения из различных физических механизмов хрупкого /раз­рушения обычно рассматривают атермический, так как он приводит к понятию критического напряжения. /

Рассмотрим атермический процесс разрушения в хрупком со­стоянии полимера, когда деформационные (релаксационные) по­тери первого вида практически не наблюдаются. В этом состоянии наблюдаются потери в виде рассеяния упругой энергии при разры­ве химических связей в вершине микротрешины (потери 1 третьего вида) и динамические потери — переход упругой энергии в кинети­ческую энергию раздвижения стенок трещины, которая затем рас­сеивается в теплоту (потери второго вида). Потери третьего вида* как уже известно, не зависят от скорости роста трещины и поэто­му не дают вклада в кинетику разрушения. Вследствие этого кинетику разрушения атермического процесса разрушения, наблю­даемого при напряжениях о стк, определяют потери второго вида* зависящие от скорости роста трещины.

Комментарии закрыты.