Характер - разрушение - материал
Cтраница 3
 |
Кривые распределения.| Схема установки для измерения долговечности. [31] |
Эти положения статистической теории прочности хорошо согласуются с опытом не только при хрупком разрушении, но и при разрушении тел в высокоэластическом состоянии. В этом случае при действии напряжения на тело вначале происходит эластическая деформация его, сопровождающаяся перестройкой структурных элементов и рассасыванием напряжения. Затем, когда скорость релаксационных процессов становится меньше скорости действия нагрузки, в более слабых местах ( различного рода неоднородности) возникает перенапряжение и тело разрушается. Такой характер разрушения материалов обусловливает большой разброс экспериментальных данных, в чем и проявляется статистическая природа прочности. [32]
Вероятностные критерии, используемые для расчета традиционных материалов и конструкций, обычно применимы и к композитам. Это особенно заметно в современный период ускоренного развития композиционных материалов, когда еще не достигнута полная стандартизация их изготовления, переработки и способов испытания. Трудности появляются из-за некоторых характерных свойств композитов, в особенности из-за различного, в общем случае, характера разрушения материала в каждом из главных направлений его симметрии и отсутствия текучести, встречающегося и у некоторых металлических материалов. Последний факт и является в значительной степени причиной, порождающей необходимость рассмотрения несущей способности конструкции с вероятностных позиций. Нельзя сказать, что к этому вынуждают какие-то присущие лишь композитам свойства; использование однородных изотропных материалов, обладающих хрупкостью, приводит в конце концов к аналогичной ситуации. Помимо этого, вероятностный подход, независимо от природы рассматриваемых материалов, является наиболее рациональным и универсальным методом, пригодным в любых случаях. Как отмечено Хагеном [16], статистические методы расчетов приводят к более глубокому пониманию физической картины рассматриваемых явлений, где бы они не применялись. [33]
Разрушающее действие разрядов атмосферного электричества известно давно. В литературе описаны многочисленные случаи наблюдавшегося в природе разрушения естественных объектов и сооружений ( деревья, скалы, башни, железобетонные опоры и т.п.) при ударе в них молнии. Электрический пробой твердой изоляции в электрических аппаратах и в системах передачи импульсного высокого напряжения тоже, как правило, сопровождается ее механическим разрушением. Это явление обращает на себя особое внимание в исследованиях электрической прочности твердых диэлектриков, когда зримо проявляются определенные закономерности характера разрушения материалов. [34]
Все это вызывает в отдельных частях деталей концентрацию напряжений и является источником возникновения сложного напряженного состояния. Наиболее правильная оценка свойств материалов может быть дана при условии приближения методов испытания к практическим условиям работы. Проведение таких испытаний иногда методически трудно осуществимо и часто связано с большими дополнительными затратами. В связи с этим представляют интерес методы создания в образце сложного напряженного состояния при обычных испытаниях на растяжение. Одним из таких методов является нанесение на цилиндрический образец кольцевого надреза. Изучение характера разрушения материала и процесса распространения пластической деформации в месте надреза может содействовать выяснению общих закономерностей пластической деформации при сложном напряженном состоянии. [35]
Долговечность полимерных материалов, зависящая от их природы и физико-химических свойств среды, определяется сорбцией и диффузией среды, тепловыми флуктуациями и гетерогенными химическими реакциями. Наложение термофлуктуациониых, адсорбционных и химических процессов и разница в скоростях их протекания приводят к экспериментально наблюдаемому перегибу линий долговечности в агрессивных средах по сравнению с испытаниями на воздухе. Как показывает анализ многочисленных экспериментальных исследований, полная и достоверная оценка практической пригодности и работоспособности напряженных конструкционных пластмасс в агрессивных средах может быть произведена при уровнях механических напряжений в диапазоне 20 - 60 % от разрушающих. В этом диапазоне разрушение происходит за время, в течение которого наблюдают практическое насыщение материала жидкой средой и совместный эффект воздействия механического и химического факторов на кинетику разрушения. Экстраполяция этого участка общей кривой долговечности в область низких напряжений для прогнозирования длительного срока эксплуатации материала может привести к занижению времени и, следовательно, к повышению ресурса эксплуатации и надежности конструкции. Совместное решение двух экспоненциальных уравнений, описывающих долговечность в агрессивной среде и на воздухе, дает возможность определить напряжение, выше которого агрессивная среда не оказывает влияния на характер разрушения материала. [36]
Страницы: 1 2 3