Вследствие медленного роста микротрещины (первая стадия) на поверхности разрыва образуется гладкая или зеркальная зона раз­рушения: на второй же стадии, протекающей с большой скоростью, близкой к скорости распространения поперечных упругих волн в твердом теле, возникает шероховатая зона разрушения. Разрушение на второй стадии происходит по механизму, который Гриффит счи­тал единственным и характерным для хрупких тел. Этот механизм […]

При хрупком разрушении, согласно молекулярной модели тре­щины Бартенева—Разумовской—Ребиндера [5; 9; 11.14], в ее вер­ шине происходит последовательный разрыв или восстановление хи­мических связей, которые сопровождаются затратой кинетической энергии на преодоление потенциальных барьеров. Молекулярная модель микротрещины в хрупком материале (рис. 11.6) является обобщением известных моделей трещины IgV-JZ Рис. 11.5 .Жк Щ ~200 Рис. 11.6 Рис. 11.5. Временная […]

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 […]

При нагружении образца с увеличением запаса упругой энер­гии при некотором о = gg(0) достигается условие -bW = dE + bQs. (11.4) В этом случае закон сохранения энергии допускает возможность образования новых поверхностей, однако при условии, что ско­рость роста трещины будет бесконечно мала. Поэтому, строго гово — воря, под безопасным напряоюением с точки зрения термодинамиче­ского подхода […]

В процессе разрушения твердых тел наблюдается рассеяние уп­ругой энергии (механические потери) нескольких видов: 1) деформационные потери 6Qi (упругий гистерезис, внутреннее трение, пластические и вязкие деформации и др.), особенно резко выраженные в местах перенапряжения, например в вершинах тре­щин; 2) динамические механические потери 6Q2 — переход части уп­ругой энергии в кинетическую энергию раздвижения стенок или в кинетическую […]

Последовательный термодинамический подход [5; 6] учитывает в балансе энергии наличие механических потерь, приводящих к рас­сеянию энергии в виде теплоты: где —6W — уменьшение упругой энергии образца в процессе его разгрузки при росте трещины; сЕ — увеличение свободной поверх­ностной энергии; бQ — механические потери за малое время dt. Ус­ловию 6Q = 0 соответствует теория Гриффита. Однако […]

Механические потери в полимерах, наблюдаемые в процессах деформации и разрушения, очень существенны для понимания раз­рушения. В эластомерах и пластмассах, например, механические потери при разрыве образца превышают свободную поверхностную энергию поверхностей разрыва на несколько порядков. Любой про­цесс разрушения твердых тел сопровождается механическими по­терями, учитываемыми в конечном счете рассеянной теплотой Q [5; 6; 11.9; 11.11]. Отправной точкой […]

Таким образом, при чисто механическом подходе на основе понятий механики сплошных сред или с учетом молекулярного строения твердых тел описание прочностных свойств сводится к оперированию понятиями предела прочности, предельных состоя­ний и к системе расчетов потери устойчивости изделий из тех или иных материалов. Основная задача механики разрушения — оп­ределить те предельные критические условия, при которых насту­пает […]

К настоящему времени отчетливо определились три подхода к проблеме прочности материалов и изделий из них: механический» термодинамический и кинетический. Механический подход как основа различных инженерных тео­рий, применяемых для расчета прочности образцов различных форм, различных деталей машин и изделий, находящихся в слож­нонапряженном состоянии, характеризуется тем, что разрушение рассматривается как результат потери устойчивости образцов или изделий, находящихся […]

Прочность при одновременном разрыве всех химических свя­зей вдоль поверхности разрыва относится к теоретической прочно­сти от (при О К) или к предельной прочности од при температу­рах, отличных от абсолютного нуля. Причина низкой прочности реальных материалов (техническая прочность) заключается в на­личии в них микротрещин и других слабых мест (дефектов) струк­туры. Под действием внешних или внутренних напряжений (I […]