Уравнение - долговечность
Cтраница 4
При высоких температурах в ненапряженном состоянии происходит термическое разложение полимера с распадом химических связей и образованием низкомолекулярных продуктов. Из предыдущего раздела следует, что энергия активации термической деструкции полимера ( диссоциации полимера) UD отождествляется с нулевой энергией активации U0 в уравнении долговечности. Обоснования этого были рассмотрены в гл. [46]
В [242] сделана попытка оценить влияние старения на долговечность полимерных материалов, исходя из предположения, что старение подчиняется уравнению первого порядка. При этом оказалось, что если k - константа скорости старения, т - долговечность, определяемая действием механических напряжений, a ts - время до разрушения, то уравнение долговечности для твердых материалов (8.1) имеет ограниченную область применения. Это проявляется в характерном перегибе кривых долговечности ( рис. 8.1), причем различие между значениями долговечности rs и TO может достигать двух десятичных порядков. [47]
Вначале рассмотрим одноосное растяжение тонких образцов в виде полосок. Трещина растет с края полоски, где имеются наиболее опасные дефекты, возникающие при вырезке образца. Уравнение долговечности для тонкой полоски принципиально не отличается от уравнений для образцов другой формы. [48]
При этом степень увеличения детальности информации, поступающей из изучения макротрещины, различна для разных характеристик кинетики разрушения. Если характерным для исследованных видов разрушения полимеров является тер-мофлуктуационный распад молекул, то как при изучении долговечности, так и при изучении макротрещин такая характеристика, как энергия активации U0, оказывается одинаковой и имеющей один и тот же смысл. Что же касается предэкспонен-циального множителя в уравнении долговечности TO, то изучение роста магистральной трещины позволяет детализировать зависимость этого коэффициента от напряжения и температуры, что практически невозможно при изучении одной лишь долговечности. [49]
Оригинальные подходы к описанию процесса разрушения предложены А. А. Ильюшиным и П. М. Огибаловым 68, а также А И. Так, в ряде работ 69 - п А. И. Губанов и А. Д. Чевычелов рассмотрели теоретическую зависимость долговечности от напряжения и температуры для некоторых полимеров, которая имеет вид формулы Журкова. Теория Губанова - Чевычелова позволяет заранее рассчитывать коэффициенты в уравнении долговечности, а также предсказывает ход кривых ползучести. [50]
Таким образом, для долговечности имеет значение как коэффициент у, выражающий силовой энгармонизм, так и коэффициент q, выражающий температурный энгармонизм. Коэффициент - у существенно влияет на энергию активации U, а коэффициент q - на предэкспоненту С в уравнении долговечности. При этом следует иметь в виду, что если рассматривать уравнение долговечности Журкова (2.3) в качестве экспериментально установленного закона, не обязательно считать, что С есть TO - период колебаний атомов, а постоянная у равна y VAK, где VA - флуктуационный объем, и - коэффициент перенапряжения; нулевую энергию активации Uo тогда нужно заменить константой t / 0 ( 0), не зависящей от напряжения и температуры. [51]
Термодинамика разрушения, исходящая при анализе процесса разрушения из первого начала термодинамики, использует энергетический критерий разрушения. Анализ с точки зрения термодинамики и физики разрушения широко известной теории и критерия разрушения Гриффита приводит к заключению, что пороговое напряжение aa Гриффита не является критерием разрушения, а по физическому смыслу представляет собой безопасное напряжение о0 - Этот вывод является одним из результатов подхода, объединяющего механику, термодинамику и физику разрушения в единую теорию прочности полимеров. Учет Салгаником квантовых эффектов в механике разрушения полимеров привел к уравнению долговечности, совпадающему при разумных допущениях с уравнением Журкова. [52]
 |
Распределение межатомных связей по истинным ( локальным напряжениям. [53] |
III: термофлуктуацион-ные элементарные акты разрушения идут в малых активацион-ных объемах ( порядка объема атома) при больших перенапряжениях, или же - в больших активационных объемах ( порядка десятков-сотен атомных) при напряжениях, близких к среднему. Таким образом, речь идет о двух возможных вариантах раскрытия смысла коэффициента у в уравнении долговечности. [54]
Прочность исследованных неориентированных полимеров практически не зависела от молекулярной массы, а прочность ориентированных полимеров с увеличением молекулярной массы заметно возрастала. Было показано, что влияние молекулярной массы на долговечность обусловлено изменением структурно-чувствительного коэффициента у, входящего в уравнение долговечности. Энергия активации разрыва и постоянная т не зависели ни от ориентации, ни от молекулярной массы полимера. [55]
При кратковременном разрыве, когда можно пренебречь фактором времени, оценка с помощью того или иного критерия прочности величины аэкв дает ответ на вопрос о влиянии вида напряженного состояния на сопротивление разрушению. Все критерии прочности выражают зависимость сгэкв от характеристик напряженного состояния при Т const, что сужает область применения уравнения долговечности. [56]
Из этого следует, что коэффициенты температурной зависимости вязкости, релаксации напряжения и долговечности одинаковы в широком диапазоне приложенных напряжений от 0 1 до 8 - 10 МПа. Что касается разрывного напряжения, то его температурный коэффициент определяется отношением U / m, где U - энергия активации процесса разрушения, ml b, a b - константа, входящая в уравнение долговечности. [58]
Из кинетической концепции процесса разрушения [57] следует, что в основе разрушения лежат последовательные элементарные акты распада межатомных связей. Для сложнолегиро-ванных гетерогенных жаропрочных сплавов трудно ( если вообще возможно) оценить межатомные силы связи твердого раствора, на которые влияют легирующие элементы и степень легирования. В этих условиях оценка параметров уравнений долговечности должна базироваться на методах, позволяющих отразить все особенности развития процесса деформирования и разрушения в пределах анализируемой температурно-силовой области службы металла в интегральной форме. [59]
Страницы: 1 2 3 4