Скорость - рост - трещина - серебро
Cтраница 1
 |
Изменение конфигурации трещины серебра ( в разрезе по мере ее роста ( о-полуширина трещины 16. [1] |
Скорость роста трещин серебра значительно увеличивается с увеличением нагрузки, но глубина их предельного проникновения в образец при этом снижается в связи с образованием трещин разрушения. С уменьшением напряжения глубина проникновения псевдотрещин в образец к моменту перехода к стадии образования трещин разрушения при всех температурах возрастает. [2]
Постоянство скорости роста трещин серебра определяется, таким образом, особенностью их строения. Скорость роста зависит только от напряжения образца, масштабный фактор на скорость не влияет. Прорастание трещин серебра на всю глубину образца может не приводить к его немедленному разрушению до тех пор, пока вслед за этими трещинами не прорастут обычные трещины разрушения с ярко выраженными поверхностями раздела. [3]
 |
Изменение конфигурации трещины серебра ( в разрезе по мере ее роста ( о-полуширина трещины 16. [4] |
Из постоянства скорости роста трещин серебра следует, что скорость их роста определяется в основном средним напряжением в образце и не должна зависеть от масштабного фактора. [5]
Для пластмасс при медленных разрушениях, когда основное время занимает процесс растрескивания ( серебрение), условие Бейли выполняется почти точно, так как скорость роста трещин серебра в противоположность обычным трещинам разрушения практически определяется номинальным напряжением ( см. гл. [6]
Рост трещин серебра сопровождается разрывом части химических связей на их пути. Флуктуационный механизм разрыва связей в вершине трещин серебра такой же, как для трещин разрушения, и, как следует из опыта, характеризуется той же величиной энергии активации. Это означает, что скорость роста трещин серебра практически определяется вероятностью разрыва цепей, а не скоростью вытяжки тяжей. [7]
Первой причиной появления трещин серебра является наличие структурных микродефектов и, по-видимому, вынужденная эластическая деформация микроструктурных элементов полимера в этих ослабленных дефектных местах. Замедление роста трещин серебра объясняется релаксационными процессами и уменьшением перенапряжений в микродефектах. В результате релаксационных процессов скорость роста трещин серебра примерно постоянная. Было показано, что трещины серебра имеют иное строение, чем обычные трещины. Они представляют собой клиновидные области расслоившегося и сильно деформированного полимера, подвергшегося холодной вытяжке и упрочнению. [8]
Камбур [7.43] показал, что трещина начинает расти в том месте полимера, где происходит в малом объеме формирование материала, деформация которого происходит микронеоднородно и приводит к образованию большого числа малых сфероидальных пустот. Свежеобразованные поверхности многих полимерных стекол окрашены. Толщина поверхностного слоя в местах, где скорость роста трещины серебра близка к нулю ( перед остановкой роста трещины), для ПММА оказалась равной 0 68 мкм. При медленном росте трещины очень велика затрата упругой энергии на пластическую ( вынужденную высокоэластическую) деформацию. Поскольку механизм образования трещин серебра неизвестен [7.43], можно только предполагать, что работа пластической деформации, затрачиваемая на их образование, равна работе вынужденной высокоэластической деформации такого же объема материала. [9]
 |
Схематическое изображение трещин серебра в полимере. за трещиной серебра ( Л следует трещина разрушения ( 2. [10] |
Чем больше влияние релаксационных процессов деформации, тем шире раскрываются трещины. Так как скорость релаксации экспоненциально растет с напряжением, то релаксационные процессы существенно влияют и на величину перенапряжений в вершине трещин. Процессы релаксации приводят к уменьшению перенапряжений в вершинах наиболее опасных микротрещин. Это препятствует преимущественному росту какой-либо отдельной трещины и отчасти объясняет постоянство скорости роста трещин серебра. [11]
Многие до сих пор не решенные проблемы, касающиеся перехода материала матрицы в вещество такой трещины и реологических свойств последней, значительно усложняют любое количественное описание распространения трещины серебра. По этой причине здесь не приводится детального описания различных методов, но упоминаются их основные особенности. Механические методы исследования разрушения ПММА [15, 50, 102, 127, 133] и ПК [127, 144] позволили получить эмпирические выражения для скорости роста трещины серебра d ( ajrrp) jdt, в которые входят коэффициенты интенсивности напряжения. Камбур [76], а также Маршалл и др. [102, 133] подчеркивают важность течения окружающей среды сквозь пористый материал такой трещины. [12]
Обе гипотезы верны не для всех материалов и условий испытания. Фактически разрушение хрупких твердых тел соответствует третьей гипотезе Алфрея, которая, строго говоря, не совместима с условием (6.51), так как согласно этой гипотезе скорость разрушения зависит от степени уже имеющегося разрушения в материале. Поэтому для хрупкого разрушения (6.51) верно только приближенно для не очень медленных разрушений, когда зеркальная зона занимает малую долю поверхности разрыва. В этом случае практически можно считать, что скорость процесса разрушения определяется номинальным напряжением т, близким к напряжению CF, рассчитанному на неразрушенное поперечное сечение образца. Для пластмасс при медленных разрушениях, когда основное время занимает процесс растрескивания ( серебрение), условие Бейли выполняется почти точно, так как скорость роста трещин серебра в противоположность обычным трещинам разрушения практически определяется номинальным напряжением. [13]
Страницы: 1