Cтраница 1
Прочность реальных тел оказывается на несколько порядков меньшей; это различие объясняется дефектностью структуры - наличием микротрещин, дислокаций, местных внутренних напряжений и пр. [1]
Прочность реальных тел обычно во много раз меньше сил когезии из-за дефектов внутреннего строения. [2]
Характерным для прочности реальных тел является так называемый масштабный фактор - зависимость прочности от размеров тела. Прочность увеличивается с уменьшением размера. Масштабный фактор объясняет резкое повышение трудности измельчения при переходе к более тонким фракциям. Процесс грубого измельчения может быть представлен как развитие имеющихся дефектов структуры. При переходе к более мелким крупинкам дефекты в них становятся все реже, а сами крупинки - прочнее. Практический предел тонкого механического измельчения составляет 1 - 0 1 мк. Дальнейшее измельчение вызывает образование новых дефектов в почти идеально прочных крупинках и их последующее развитие. [3]
Объяснение наблюдаемого различия теоретической прочности и прочности реального тела впервые дано Гриффитсом в 1921 г. Согласно Гриффитсу, в любом материале имеются микротрещины различных размеров и ориентации. Под действием напряжения в вершинах микротрещин возникают перенапряжения, значительно превосходящие средние растягивающие напряжения в материале. [4]
Несоответствия между теоретической прочностью монокристаллов и прочностью реальных тел Гриффите [559] объясняет наличием в материале значительного числа мельчайших трещин, около краев которых существует чрезвычайно высокая концентрация напряжений. [5]
Как известно, большой практический интерес представляет изучение причин значительного расхождения между теоретической прочностью идеальных кристаллов и прочностью реальных тел. Различными методами расчета теоретической прочности кристаллов получены величины, превышающие техническую прочность в 100 - 1000 раз. [6]
Прочность определяется критическим напряжением сдвига, при котором наступает резкий разрыв сплошности тела. Прочность реальных тел невелика вследствие наличия дефектов в структуре, развивающихся в процессе деформирования. Поэтому прочность реальных тел зависит от времени действия нагрузки. Для прочности характерна также зависимость от размеров тела: чем меньше размер, тем выше прочность в связи с меньшей вероятностью развития опасных дефектов. Согласно статистической теории прочности, разрыв происходит не одновременно по всей поверхности разрушения, а постепенно. Разрыв начинается с самого опасного очага разрушения, где напряжение достигает значения, сравнимого с величиной теоретической прочности, а затем происходит в других дефектных местах. [7]
Прочность, как и межфазная свободная энергия, является макроскопической характеристикой микроскопических сил сцепления ( см. раздел XIV. Прочность на 1 см2 поверхности: т fv - - / / Л, где А - 1CHS см2 - площадь, приходящаяся на один ион. Прочность реальных тел оказывается на несколько порядков меньшей; это различие объясняется дефектностью структуры - наличием микротрещин, дислокаций, местных внутренних напряжений и пр. [8]
Прочность определяется критическим напряжением сдвига, при котором наступает резкий разрыв сплошности тела. Прочность реальных тел невелика вследствие наличия дефектов в структуре, развивающихся в процессе деформирования. Поэтому прочность реальных тел зависит от времени действия нагрузки. Для прочности характерна также зависимость от размеров тела: чем меньше размер, тем выше прочность в связи с меньшей вероятностью развития опасных дефектов. Согласно статистической теории прочности, разрыв происходит не одновременно по всей поверхности разрушения, а постепенно. Разрыв начинается с самого опасного очага разрушения, где напряжение достигает значения, сравнимого с величиной теоретической прочности, а затем происходит в других дефектных местах. [9]
В кристаллических и аморфных телах всегда имеются внутренние и внешние дефекты, которые существенно снижают их прочность. В местах, где имеются дефекты структуры или микротрещины, происходит концентрация напряжений и такие места становятся очагами разрушения тела. Этим объясняется и тот факт, что прочность реальных тел в сотни раз меньше теоретически рассчитанной прочности. [10]
Фактор интенсивности напряжения вытекает именно из этого определения и для минимальной величины зона пластической деформации соответствует наибольшему напряжению. Установление объема и изменений свойств пластической зоны до предельного состояния по прочности в настоящее время осуществляется изменением раскрытия трещины специальными датчиками. Таким образом возможно установить локальные качества материала, определяющие предельное состояние прочности реальных тел с дефектами. Критическое значение фактора интенсивности напряжения поэтому является важной характеристикой материала. Минимальное ее значение отличается от средней величины и зависит от скорости нарастания трещины. Тем не менее используется упрощение для линейной трактовки механики хрупкого разрушения и предполагается, что эта величина постоянная. Влияние различных препятствий краевых условий и влияние всего напряженного объема нельзя объяснить в требуемых масштабах на основании этой механики разрушения и будущее принадлежит теории, основанной на анализе распространения эластических волн в теле, сопровождающем развитие хрупкой трещины. Динамически параметры существующей экспериментальной техникой пока не исследуются. [11]
Прочность, как и межфазная свободная энергия, является макроскопической характеристикой микроскопических сил сцепления ( см. раздел XIV. Последние можно оценить в первом приближении, например, для ионных решеток, пользуясь законом Кулона: f e2 / d2, где е 4 8 - 10 10 COS Eq; rf 3 - 10 - 8 см - расстояние между центрами ионов. Прочность на 1 см2 поверхности: т fv f / A, где А 1СН5 см2 - площадь, приходящаяся на один ион. Прочность реальных тел оказывается на несколько порядков меньшей; это различие объясняется дефектностью структуры - наличием микротрещин, дислокаций, местных внутренних напряжений и пр. [12]
Прочность, как и межфазная свободная энергия, является макроскопической характеристикой микроскопических сил сцепления. Последние можно оценить в первом приближении, например для ионных решеток, пользуясь законом Кулона: f ez / dz, где е 4 8 - 10 - 10 CGSEg; d 3 - 10 - 8 см - расстояние между центрами ионов. Прочность на 1 см2 поверхности, fy fjA, где А 10 - 15 см2 - площадь, приходящаяся на один ион. Прочность реальных тел оказывается на много порядков меньшей; это различие объясняется дефектностью структуры - наличием микротрещин, выходов дислокаций, местных внутренних напряжений и пр. [13]