Образование - свободная поверхность
Cтраница 3
В результате этого в изломе видны параллельные стенки, состоящие из пачек плоскостей скольжения. Возрастание скорости деформации приводит к смещению в сторону увеличения предельной температуры, при которой начинают активизироваться процессы чистого скольжения без сохранения процесса формирования мелких пор по границам плоскостей сдвига при образовании свободной поверхности. [31]
Развитие макротрещины не может быть отнесено к числу процессов, характеризующих накопление повреждения. В то же время возникновение и развитие зоны повреждения концентрируется в известном объеме и поэтому представляет собой процесс накопления повреждения. Так как в данном случае происходит не образование непрерывной свободной поверхности в детали, а случайный процесс нарушения связей молекулярных цепей в результате тепловых флуктуации в условиях одностороннего воздействия напряжения, то при изменении знака напряжения на обратный процесс может быть до известной степени обратимым. Ввиду этого рост зон повреждения до критического размера происходит иначе, а подготовительная фаза накопления повреждения занимает более значительную часть общей длительности нагру-жения до разрушения, чем при статическом нагружении и постоянном значении напряжения растяжения в наиболее напряженном объеме материала. В этой части времени нагружения обычно неприменим линейный закон накопления повреждения. [32]
За количественную меру вязкости удобно принять работу, которая затрачивается на образование трещины. Конечно, эту работу следует отнести к площади, охваченной трещиной. Заменим обозначение на 7Р, полагая, что в 7Р входят все энергетические затраты - работа на образование свободных поверхностей, а главное - работа на пластическое деформирование материала на фронте развития трещины. [33]
Эти идеи Борна были развиты в работах Орлова и Плишкина33 35, где исследовалась возможность существования подобных равновесных дефектов или трещин с минимумом потенциальной энергии. Следуя Борну, авторы считают, что тепловые флуктуации атомов могут привести к образованию в растягиваемой атомной цепочке такого равновесного дефекта, который будет служить местом преимущественного разрыва с образованием свободной поверхности. Для трехмерной решетки ( в рамках модели авторов) образование равновесной трещины невозможно. Эти вопросы, однако, далеко еще не исследованы до конца. [34]
 |
Равновесие элементарной. [35] |
Как показывают наблюдения, свободная поверхность жидкости стремится уменьшить свою площадь. Это свойство объясняется тем, что свободная поверхность находится в напряженном состоянии, подобном тому, в котором находится равномерно натянутая тонкая пленка. Причиной такого состояния является следующее: каждая частица жидкости, находящаяся вблизи свободной поверхности, притягивается соседними частицами; результирующая всех этих сил притяжения направлена внутрь жидкости, вследствие чего на поверхности остается ровно столько частиц, сколько безусловно необходимо для образования свободной поверхности. Такое же явление наблюдается и на поверхности соприкосновения двух несмешивающихся между собой жидкостей. [36]
За количественную меру вязкости удобно принять работу, которая затрачивается на образование трещины. Конечно, эту работу следует отнести к площади, охваченной трещиной. Заменим обозначение на YP. YP входят все энергетические затраты - работа на образование свободных поверхностей, а главное - работа на пластическое деформирование материала на фронте развития трещины. [37]
Разномас-штабность процессов деформации внутри этой зоны, иерархическая упорядоченность, эволюция в соответствии с принципами синергетики, присущая открытым системам, находящимся вдали от равновесия, - все это приводит к стадийности процесса формирования свободной поверхности внутри этой зоны. Процесс реализуется на разных масштабных уровнях и соответствует последовательно сначала доминированию процессов скольжения, а далее - процессам ротационной неустойчивости. Они развиваются таким образом, чтобы сумма поворотов для всех дефектов не приводила к нарушению сплошности материала. Когда сумма всех перемещений путем сдвигов не может быть компенсирована, из условия равенства указанной выше суммы нулю, происходит образование свободной поверхности. [38]
Когда средняя высота по вертикали, при которой жидкость покидает пористую среду, меньше той, при которой она поступает в последнюю, сила тяжести принимает на себя роль движущего агента, создающего течение в среде и через поверхности стока. Эта сила в действительности является градиентом потенциальной энергии жидкости, так как он перемещает последнюю от более высоких уровней поглощения к пониженным уровням стока. По мере того как жидкость перемещается от поверхности поглощения, она использует свою потенциальную энергию на преодоление сопротивления пористой среды. Более того, обладая тенденцией падать к нижнему уровню, жидкость в общем случае будет отрываться от верхней границы пористой среды и давать начало образованию свободной поверхности, создающей естественный контур зоны насыщения, над которой среда будет сухой и свободной от жидкости. Капиллярными явлениями мы пренебрегаем. [39]
При этом высказывали достаточно разумное предположение, что при своем развитии трещина ведет себя так же, как и в начале возмущения. Но стронувшаяся с места трещина может при своем движении оказаться тут же блокированной соседним кристаллом или вкраплением, и для того чтобы принудить ее к дальнейшему развитию, необходимо существенно поднять уровень напряжений. И, наконец, при выводе соотношения (8.9) было сделано негласное предположение, что освобождающаяся упругая энергия полностью идет на образование свободной поверхности, а роль пластических деформаций несущественна. [40]
Результатом интегрирования этих затрат энергии по координате ( длина трещины) является работа разрушения материала при подрастании трещины на некоторую длину Да. Плотность энергии ( AWl / Да) характеризует поведение материала в той или иной локальной области, и ее величина отражает тот факт, в какой мере произошло перераспределение энергии от внешнего источника на тот или иной вид энергии, в результате чего произошло подрастание трещины на ту или иную величину. При этом работа разрушения, которая расходуется на формирование свободной поверхности ( поверхность излома), не зависит от того, от какого источника поступила энергия и в какой мере было осуществлено перераспределение энергии при подрастании трещины. Плотность энергии, отвечающая за создание единичной свободной поверхности ( поверхность разрушения или излома), является физической константой, или характеристикой свойства материала сопротивляться росту трещин. Рост трещин в материале может быть реализован только тогда, когда для релаксации энергии от внешних источников необходимо подключить энергию образования свободной поверхности. [41]
В схеме Гриффитса трещине сообщается малое возмущение. Затем мы, заняв позу наблюдателя, смотрим, как она будет вести себя дальше. При этом делается достаточно разумное предположение, что в своем развитии трещина ведет себя так же, как и вначале. Но стронувшаяся с места трещина может в своем движении оказаться тут же блокированной соседним кристаллом или вкраплением, и для того чтобы принудить ее к дальнейшему развитию, необходимо существенно поднять уровень напряжений. И, наконец, при выводе соотношения (8.10) было сделано негласное предположение, что освобождающаяся упругая энергия полностью идет на образование свободной поверхности, а роль пластических деформаций несущественна. [42]
В схеме Гриффитса трещине сообщается малое возмущение. Затем мы, заняв позу наблюдателя, смотрим, как она будет вести себя дальше. При этом делается достаточно разумное предположение, что в своем развитии трещина ведет себя так же, как и вначале. Но стронувшаяся с места трещина может в своем движении оказаться тут же блокированной соседним кристаллом или вкраплением, и для того чтобы принудить ее к дальнейшему развитию, необходимо существенно поднять уровень напряжений. И, наконец, при выводе соотношения (8.10) было сделано негласное предположение, что освобождающаяся упругая энергия полностью идет на образование свободной поверхности, а роль пластических деформаций несущественна. [43]
Как указывалось выше, взрывание бывает мгновенным, замедленным и короткозамедленным. В первом случае все заряды взрывают одновременно с помощью электродетонаторов мгновенного действия или ДШ. Замедленное взрывание применяют лишь при шпуровом методе отбойки. При короткозамедленном взрывании обеспечиваются лучшая степень дробления, минимальное нарушение массива, сокращается ширина развала взорванной массы, а также сейсмический эффект взрыва. Указанные преимущества могут проявляться одновременно, но чаще достигается только одно или два из них. Улучшение степени дробления при короткозамедленном взрывании обеспечивается образованием дополнительных свободных поверхностей и соответствующим уменьшением линий наименьшего сопротивления, а также частично соударением горных масс, движущихся от различных зарядов. Так, при взрыве второго и последующих рядов возникает сложная картина интерференции волн напряжений, прямых и отраженных от взрыва последующих зарядов. Увеличивается время нахождения участка массива в напряженном состоянии. Ширина развала при короткозамедленном взрывании может быть уменьшена за счет косого ( по отношению к линии зарядов) броска горной массы. Снижение сейсмического эффекта достигается тем, что, поскольку при определенном интервале замедления в сейсмически опасную зону волны приходят в разное время, колебания от отдельных взрывов не складываются и суммарный эффект становится ниже. [44]
Страницы: 1 2 3