Начальная микротрещина
Cтраница 1
Начальные микротрещины возникают при механической обработке поверхностей, при тепловой обработке, а также в процессе формования изделий, когда из-за наличия градиентов температур появляются термоупругие напряжения, приводящие к микроповреждениям. Появление микротрещин вызывают и твердые частицы ( пылинки), контактирующие с поверхностью твердого тела. В полимерных волокнах даже под небольшой нагрузкой могут возникать субмикротрещины, не залечивающиеся после снятия нагрузки. [2]
В высокопрочных материалах начальные микротрещины отсутствуют, тем самым отсутствует первая область разрушения по крайней мере на первой стадии разрушения. Процесс хрупкого разрушения этих материалов включает две основные стадии: флуктуационное образование множества примерно одинаковых дефектов в слабых местах структуры и рост из этих дефектов трещин. [3]
Низкопрочные материалы содержат начальные микротрещины или субмикротрещины главным образом в поверхностных слоях. Их прочность сильно зависит от масштабного фактора и поверхностно-активной среды, но практически слабо - от химического состава. Для этих материалов наблюдается большой разброс значений прочности. [4]
Под действием нормальных напряжений появляются начальные микротрещины. [5]
В этом уравнении не учитываются размеры начальных микротрещин, имеющихся в образце до приложения нагрузки, и поэтому нижний предел интегрирования положен равным нулю. [6]
 |
Зависимость между обратным разрывным напряжением 1 / сгрФ. [7] |
В обоих случаях при увеличении нагрузки рост этих начальных микротрещин приводит к разрыву образца. Если в образце наиболее крупная микротрещина имеет большие размеры, то образец разрушается при малом напряжении, если же малые размеры, то при большом напряжении. Отсюда следует, что существование дискретных уровней прочности вызвано дискретным спектром длин трещин. [8]
Теория Гриффита и большинство последующих рассматривают разрушение реальных материалов, имеющих до нагружения начальные микротрещины. Под действием приложенного растягивающего напряжения сг на краях микротрещин возникает локальное перенапряжение о, во много раз превышающее среднее напряжение, рассчитанное на все сечение образца. [9]
На основании приведенных данных сделан вывод, что в полимерных волокнах и пленках начальных микротрещин нет, но есть слабые места структуры, прочность которых в 2 - 3 раза меньше прочности полимерной матрицы ( кристаллической или аморфной) и в которых субмикротрещины образуются при нагрузках, далеких от разрывных. Таким образом, структура тонких образцов ( волокон и пленок) имеет существенные отличия от структуры массивных образцов, приводящие к дискретному спектру их прочности. [10]
В ненапряженном ( разгруженном) материале трещина постепенно должна смыкаться вплоть до дефекта ( начальной микротрещины), от которого она росла, так как вероятность нахождения частиц в левом минимуме потенциальной энергии больше, чем в правом. [11]
В полимерах, находящихся в квазихрупком состоянии, например в полимерных стеклах, также имеются начальные микротрещины. Уже при малых нагрузках в слабых местах образуются субмикротрещины, которые вследствие наличия прочных кристаллических участков микрофибрилл являются стабильными и непосредственно не приводят к разрушению. Разрыв полимерного волокна происходит от одной из микротрещин, возникшей из ряда субмикротрещин или на стыке микрофибрилл. При больших нагрузках к разрушению приводит одна из наиболее опасных микротрещин. Поэтому термофлуктуационная теория в первую очередь должна рассмотреть механизм и условия роста микротрещин в полимерах. [12]
 |
Молекулярная модель микротрещины.| Вид кривой потенциальной энергии по флуктуационной теории прочности. [13] |
В ненапряженном ( разгруженном) образце в отсутствие коррозионных процессов трещина постепенно будет смыкаться вплоть до образования начального дефекта или начальной микротрещины, от которых она росла, так как вероятность нахождения частиц в левом минимуме больше, чем в правом. [14]
Принципиальным вопросом является способ вычисления координат поля напряжений в окрестностях точки с отш, определяющих объем материалов, дефекты которых можно рассматривать как потенциальные очаги зарождения начальной микротрещины. [15]
Страницы: 1 2 3 4