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.