Наряду с подходом, использующим механику разрушения, интен­сивно развивается теория прочности на основе кинетических пред­ставлений [5; 9; 22; 61; 11.10]. Отличительной особенностью кине­тического подхода является учет термофлуктуационного характера разрыва и восстановления напряженных химических связей. Напряжение увеличивает вероятность разрыва связей и. уменьшает вероятность их восстановления.

В кинетическом подходе главным являются представления о термофлуктуационной природе разрушения полимеров. Обычно материал нагружен ниже предела прочности. В этих случаях на­пряжения слишком малы для прямого разрыва химических связей, но достаточно существенны для увеличения вероятности разрыва связей из-за тепловых флуктуаций. Эти разрывы связей локализо­ваны в основном в местах концентраций напряжений разного про­исхождения, но главным образом в микрообластях, прилегающих к вершинам микротрещин. Таким образом, термофлуктуационный механизм разрушения состоит в совместном действии на связи тепловых колебаний и напряжений. Между тем даже для одного класса твердых тел — полимеров'—имеются разновидности термо - флуктуационных механизмов (см. табл. 11.2).

Термофлуктуационный механизм является наиболее общим ме­ханизмом разрушения твердых тел, так как связан с фундамен­тальным явлением природы — тепловым движением. В наиболее чистом виде он реализуется при хрупком разрушении, а при дру­гих видах разрушения ему сопутствуют релаксационные процессы, которые по мере увеличения температуры играют все большую роль. При хрупком разрушении (ниже температуры хрупкости Тхр) очагами разрушения обычно являются микротрещины, причем долговечность определяется ростом наиболее опасной микротрещи­ны, которая в своем развитии переходит в магистральную трещину, приводящую к разрыву образца. Разрыв напряженных химических связей происходит под действием флуктуаций, возникающих при неупругом рассеянии фононов относительно высокой энергии. Рас­тягивающее напряжение увеличивает вероятность разрыва связей.

Количественным выражением кинетической концепции является закон долговечности Журкова

%=t0exp U0 — ya/(kT)], (11.8)

где тд — долговечность при заданном напряжении растяжения а; Тс—постоянная, примерно равная 10~13—10~14 с для классических твердых тел и 10~13 с для твердых полимеров; С/0 — энергия актива­ции процесса разрушения; у— структурно-чувствительный коэффи­циент Журкова; k — постоянная Больцмана; Т — температура.

Этот закон подтвержден на всех классах твердых тел и в коор­динатах 1£Тд, а в широком интервале долговечностей от 10~3 до 107 с выражается практически линейной зависимостью (участок АВ на рис. 11.5).