Чтобы понять природу этого механизма разрушения, необходи­мо время релаксации %R сопоставить с временем, характеризующим элементарный акт разрушения. Последнее есть время ts, необходи­мое для продвижения микротрещины за одну флуктуацию начиная с момента приложения нагрузки. Оно равно K/vs (h — элементарный путь, на который продвигается микротрещина при однократной флуктуации, щ— стартовая скорость микротрещины). Если ts<tr, что наблюдается […]

Для большинства неориентированных полимеров (пластмасс, эластомеров) температура хрупкости лежит ниже 0° С (рис. 11.12). Выше Гхр полимер находится в твердом состоянии вплоть до тем­пературы стеклования 7С, но разрушение полимера в этой области имеет квазихрупкий характер в связи с проявлением релаксацион­ных процессов. Разрушение твердых полимеров в нехрупком со­стоянии связано с тем, что релаксационные процессы и соответст­вующие […]

Произведем расчет безопасного напряжения ао по формуле (11.43) и сравним с пороговым напряжением ао по Гриффиту. Учитывая малое значение механических потерь 6Q3 по сравне­нию со свободной поверхностной энергией полимера а, положим для оценок а0*^а. Для полиметил метакрилата (ПММА) наиболее на­дежные измерения свободной поверхностной энергии дают а = = 3,9* Ю"2 Дж/м2. Для органических полимеров значение […]

Термофлуктуационный механизм разрушения реализуется при заданной температуре Т =const в интервале напряжений (оо, стк), где по — безопасное, а ак — критическое напряжение, которое рас­считывается по формуле (11.33). Однако эту формулу можно уп­ростить, учитывая, что /0»л. Тогда согласно (11.19) р(/о) — ^1,12]/" /о/'(2Х) и формула (11.33) упрощается: 0К=1,26 (ипУЩ, (11.39) где U — энергия активации […]

Эти потери рассмотрены Моттом и Бвйтесоном, а расчет долго­вечности при атермическом разрушении приведен в [5]. Стартовая скорость трещины vs в атермических условиях разрушения 11/2 ‘) (11.37) I + ; ]/2(! где vo — скорость поперечных упругих воли в твердом теле; и — коэффициент Пуассона. Как видно, при а^ок стартовая скорость микротрещины воз­растает от нуля, стремясь […]

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). […]

Уравнение долговечности (11.32) на рис. 11.5 представлено сплошной кривой, линейный участок которой АВ приближенно вы­ражается более простым уравнением (11.28), где С в соответствий с формулой (11.25) является сложной величиной, зависящей от дли­ны начальной микротрещины /0, частоты колебаний атомов ve, тем­пературы, напряжения и молекулярных констант оз и л. Из-за сла­бой по сравнению с экспонентой зависимости от […]

Рассмотрим теперь значения постоянных vo и q в формуле (11.30). Для полимеров (карбоцепных) vo — это частота колеба­ний атомов углерода в связи С—С, так как именно эта связь разры­вается при флуктуациях. Частота валентных колебаний связей С—С в полимерах определена из инфракрасных спектров, а также спектров комбинационного рассеяния. Частота колебаний атомов углерода в полимерах характеризуется волновым […]

При чисто хрупком разрушении, согласно механике трещин [11.2; 11.5; 11.13], локальные напряжения в вершине пропорцио­нальны корню квадратному из длины трещины. Для определения напряжения в вершине микротрещины а* воспользуемся результатами механики хрупкого разрушения. При рассмотрении идеально упругого образца с поперечным боковым разрезом длины I (при отсутствии внешнего растягивающего на­пряжения оба берега разреза ‘совпадают, т. е. разрез […]

Проследим за движением малого участка периметра микротре­щины длиной Яя (или фронта). При каждой достаточно большой флуктуации происходит разрыв одной или нескольких цепей и участок периметра микротрещины внедряется на глубину, рав­ную Я. В модели трещины в нагруженном состоянии разрыву связей соответствует переход атомов С-—С или других атомов, образую­щих химические связи, из одного потенциального минимума в дру­гой […]