Cтраница 2
Для дальнейшего изучения структуры вещества в трещине Камбур 21 применил методику обработки полимера растворителем, который способствует растрескиванию поликарбоната под действием растягивающей компоненты напряжения при изгибе. Наличие растворителя приводит к образованию необычайно больших трещин - шириной до 0 2 мм. [16]
![]() |
Влияние скорости развития трещин на распределение напряжений в образце. [17] |
Основные работы Гриффита и Иоффе относятся к развитию макротрещин, однако их можно непосредственно перенести на развитие волосяных трещин, потому что картина деформаций в упруго деформируемой матрице одинакова в обоих случаях; различие заключается только в конфигурации вершин, на которое указывал Камбур [18], но оно не изменяет существенным образом результаты теоретического анализа. При такой скорости развития поверхность трещины становится грубой и сама она начинает разветвляться. Этот эффект был объяснен в 1951 г. Иоффе [35], который рассчитал напряжения впереди движущейся трещины и нашел, что направление действия максимального напряжения при высоких скоростях развития процесса отклоняется от плоскости трещины. Максимальное растягивающее напряжение возникает в двух плоскостях впереди быстро движущейся трещины, так что трещина отклоняется в одну или обе ( ветвление) стороны. [18]
Берри и позднее Камбур [31] много сделали для того, чтобы изучить природу этих микротрещин, образующихся на поверхности, и их изменение в зависимости от типа образца и условий разрушения. Камбур подтвердил, что строение слоев, прилегающих к поверхности разрушения в полиметилметакрилате, качественно аналогично структуре областей с внутренними микротрещинами в этом полимере, на том основании, что показатели преломления их были одинаковы. [19]
Микроскопические и рентгеноструктурные исследования, проведенные в работе [114], позволили объяснить наблюдаемые явления с использованием развитых выше представлений о механизме поверхностных явлений, характерных для структурных перестроек высокодисперсного материала микротрещин. Эти представления существенно отличаются от моделей Камбура [123] и Петерлина [75] и позволяют описать с единых позиций механическое поведение полимеров, содержащих микротрещины как в жидких средах, так и на воздухе. [20]
Наличие в трещине материала особого строения было также отмечено для полистирола и полиметилметакрилата, хотя в этих полимерах его было труднее выявить и зафиксировать. Строение трещин можно обнаружить благодаря разнице в коэффициентах преломления матрицы и трещины в сочетании, вероятно, с некоторым рассеянием от микропор. Используя критический угол наклона луча к поверхности образца, Камбур 2в - 28 также продемонстрировал наличие в волосяных трещинах поликарбоната субстанции, чувствительной к действию растворителя и напряжения. Его результат указывает на пористость структуры в этих трещинах, состоящих на 50 - 60 % из полимера. [21]
При низких температурах ( Т-40 С) на дважды закрученном образце были получены значения Кс, равные ( 2 6 - 3 4) МН / м3 / 2 [19], которые не зависели от скорости роста трещины при малых значениях последней ( d10 - 3 м / с), но зависели от толщины образца и температуры. Такую зависимость подтвердили Камбур и др. [21], которые экспериментально получили значение Gc 8 2 кДж / м2 при d 2 5 - 10 - 5 м / с и значение Gc12 Дж / м2 при а 300 м / с. При высоких скоростях губ среза не обнаружено. [22]
На рис. 3.19 приведены результаты, полученные Бакналлом [141, 142], который провел серию циклов нагружения на одном образце. Напряжение в первом цикле нагружения было достаточно велико для того, чтобы вызвать как течение, так и помутнение образца. В последующих циклах нагружения полимер становится мягче, петля гистерезиса увеличивается и появляется второй нижний предел текучести, причем величина его уменьшается от цикла к циклу. Развитие процесса образования микротрещин связывают с верхней точкой текучести, а течение уже растрескавшегося образца с нижней [440, 443]; начальная часть петли гистерезиса действительно сходна с типичной кривой, полученной Камбуром и Коппом [442], для деформирования единичной трещины. [23]
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. [24]