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 энергию разлетающихся осколков и в конечном итоге в теплоту;

3) поверхностные потери бQ3 — рассеяние упругой энергии при разрыве связей в вершине растущих трещин и энергия образовав­шихся при этом свободных радикалов.

Ё соответствии с этим потери можно представить в виде

bQ=bQi~-bQ2--bQs. (1ЁЗ)

В идеально упругом теле нет деформационных потерь 8Qb но потери второго 6Q2 и третьего 8Q3 видов остаются. В идеально хрупком теле отсутствуют только необратимые (пластические) макро - и микродеформации, в том числе и локальные, но в отличие от идеально упругого тела остаются релаксационные потери (внут­реннее трение). Следовательно, в идеально хрупком теле возмож­ны практически все виды потерь, за исключением потерь, связан­ных с локальными или общими остаточными деформациями.

Считается, что так называемое контролируемое медленное раз­рушение очень близко к «равновесному» процессу, когда механи­ческие потери исчезают. Однако результаты экспериментального исследования показали, что часть энергии разрушения даже в этом случае идет на механические потери, что выражается в том, что энергия разрушения превышает свободную энергию исследуемого материала, определенную независимым способом.

Механические потери первого 6QX и второго вида 8Q2 зависят от скорости роста микротрещины. При скорости, равной нулю, они исчезают. Потери третьего вида 8Q3 не исчезают и при бесконечно малой скорости роста микротрещины.

Потери третьего вида, обусловленные рассеянием упругой энер­гии при разрыве связей в вершине растущих трещин, были введе­ны в теорию прочности исходя из молекулярной модели микротре­щины и микропроцесса разрушения. Потери этого вида возникают вследствие того, что па границе перехода от свободной поверхно­сти к «сплошности» происходит разрыв связей. В момент разрыва связей абсолютное значение квазиупругой силы достигает макси­мума, а после разрыва вершина трещины в этом месте продвига­ется на расстояние, соответствующее межчастичному расстоянию. До максимума возможен квазистатический процесс растяжения связей, но после перехода через максимум происходит самопроиз­вольный процесс разрыва связей и сброс энергии, так как конце­вые атомы, вышедшие на свободную поверхность, быстро рассеи­вают при колебаниях избыточную энергию в виде неравновесных фононов. Этот процесс не связан с большими механическими поте­рями в объеме материала и является «поверхностным» эффектом.

Разрыв макромолекул в напряженном ориентированном поли­мере приводит к рассеиванию упругой энергии концевых участков макромолекул, которые могут содержать до десятков несущих связей. Следует отметить также, что образованная при разрыве связей поверхность полимера включает в себя появившиеся сво­бодные радикалы, обладающие дополнительной энергией. Выска­зывается предположение об активирующем влиянии свободных радикалов на процесс роста трещины за, счет их химической актив­ности [61].