Cтраница 3
Основы теории деформирования и разрушения твердых тел заложены исследованиями Кулона, Сен-Венана, Мора и Гриф-фитса. В работах Кулона, Сен-Венана и Мора было положено начало теории предельного равновесия, а в исследованиях Гриффитса - теории хрупкого разрушения. [31]
Теория разрушения материалов, в которых энергия разрушения идет только на образование новой поверхности, носит название теории Гриффита. В этом состоянии перемещения структурных элементов оказываются минимальными, а следовательно, минимально и рассеяние энергии в виде теплоты. Поэтому теорию Гриффита часто называют теорией хрупкого разрушения. [32]
По макроскопическим свойствам стеклообразные полимеры в тех условиях, в которых они разрушаются хрупко, можно рассматривать как гуковские тела. В макроскопическом масштабе они часто изотропны. Поэтому разумно и справедливо применить к этим материалам теории хрупкого разрушения, которые были выведены на основании рассмотрения классических моделей упругих тел. Естественно, что приближение не позволяет непосредственно выразить экспериментальные результаты в молекулярных терминах, а использует лишь значения параметров, характеризующих свойства материала как сплошной среды. [33]
Сформулировать универсальный критерий равнопрочно-сти, учитывающий всю совокупность причин, практически влияющих на прочность ( тип напряженного состояния, состояние материала, характер действия на тело внешних факторов), до сих пор не удалось. Поэтому в настоящее время при расчете на прочность используется несколько теорий прочности, взаимно дополняющие друг друга. Теории прочности, объясняющие возникновение опасного состояния разрушением, называются теориями хрупкого разрушения, а объясняющие его возникновение появлением недопустимых пластических деформаций - теориями пластичности. Любая теория прочности проверяется, а иногда и выдвигается опытом. Для этого и нужны испытательные машины, образцы и установки, позволяющие создавать произвольные напряженные состояния. [34]
В настоящее время известно более 50 методов оценки сопротивления стали хрупкому разрушению. Обобщение результатов экспериментальных исследований хрупкого разрушения стали и стальных конструктивных элементов ведется с использованием теорий хрупкого разрушения стали. Именно такое обобщение позволяет обосновать инженерные методы количественной оценки хладостойкости стальных конструкций, установить количественные критерии перехода от вязких разрушений стали к квазихрупким и хрупким разрушениям. В нормах [11] впервые в нашей стране предусмотрен расчет прочности элементов конструкций с учетом их хрупкого разрушения при воздействии низких температур. [35]
Любой вид разрушения стали как поликристаллического материала состоит из трех основных стадий: подготовки разрушения на атомном и молекулярном уровне, завершающейся возникновением повреждений и микротрещин в зернах кристаллической структуры стали; зарождения макротрещин как необратимого повреждения стали; развития трещин, приводящего к полному разрушению. Единой теории, объединяющей закономерности всех этих процессов как при вязком, так и при хрупком разрушении, по-видимому, создать невозможно. Именно поэтому для объяснения физических и феноменологических механизмов хрупкого разрушения стали и количественной оценки критериев и параметров такого разрушения выдвинуто значительное количество теоретических гипотез, которые условно можно объединить в четыре основные теоретические концепции, или теории хрупкого разрушения. [36]
Второй член в формуле (1.29) учитывает пластическую зону перед трещиной при плоском напряженном состоянии. Если материал не имеет выраженной площадки текучести, вместо ат принимают значение предела прочности. Это вызывается также поперечным стеснением деформаций. Сущность рассматриваемой теории квазихрупкого разрушения заключается в том, что в теорию идеально упругого хрупкого разрушения вводится поправка на пластическую зону. [37]
При хрупком разрушении в телах возникают и распространяются трещины, причем остаточные деформации на краях трещин малы. Если же такие деформации достигают значительной величины, то разрушение называется квазихрупким. Многие металлические конструкции при возникновении и распространении в них трещин разрушаются именно квазихрупким образом. Хрупкое и квазихрупкое разрушения имеют много общего, поскольку и то и другое связаны с распространением трещин. Это обстоятельство имеет очень далеко идущие последствия. Когда в 20 - х годах нашего века один из основоположников теории хрупкого разрушения инженер американского Авиационного исследовательского центра А. А. Гриффите занялся исследованием прочности применяемых в авиастроении металлических сплавов, то модельные эксперименты он проводил не с самими сплавами, а со стеклом: закономерности общие, а работать проще. [38]