Длина - скачок
Cтраница 3
В ряде случаев на кинетической диаграмме растрескивания появляется участок, скорость dl / dr на котором не изменяется с ростом KI. В рамках данной модели такую тенденцию можно объяснить следующим образом: на участке стабильности происходит уменьшение длины скачка трещины А /, нивелирующее рост коэффициента KI в результате увеличения длины коррозионной трещины. Такой интерпретации соответствуют данные фрактографических исследований [220]: обнаружено увеличение числа вторичных трещин перед вершиной магистральной трещины в зоне предразрушения по мере роста KI в пределах участка стабильности. Увеличение же числа вторичных трещин, по-видимому, способствует более частым скачкам трещины. [31]
Вероятность контакта через большие времена изменяется как / ( /) - / - 3 / 2 независимо от длины скачка молекул в акте диффузии. [32]
В изложенных выше традиционных представлениях о молекулярной природе элементарного акта диффузии в полимерах лежит единое предположение о том, что диффузия - результат последовательных периодических перескоков диффундирующих молекул из одного положения равновесия в другое. В то же время в работах [42, 43], посвященных изучению диффузии антиоксидантов, серы, ускорителей вулканизации в эластомерах, было показано, что длина элементарного скачка диффундирующей молекулы низкомолекулярных компонентов в большинстве случаев значительно меньше межмолекулярных расстояний ( А, 0 1 нм) и размеров молекул. [33]
По-видимому, значения К с не зависят от глубины надреза вплоть до снижения поперечного сечения за счет надрезов на 60 %, но при условии, что полная толщина ( в отсутствие надрезов) удовлетворяет требованиям методики Е 399 - 74 ASTM. Систематические исследования процесса старт - остановка трещины на образцах ДКБ толщиной 25 мм из стали AISI 4340, проведенные авторами [ 101, показали, что длина скачка и значения Kia и Кю не зависят от глубины боковых надрезов, занимающих вплоть до 60 % брутто-сечения. Эти испытания проводились при достаточно низком уровне трещиностойкости, которому соответствовало значение ( / Сю / err) 2 3 36 мм. Результаты испытаний стали А533В, приведенные на рис. 4, полученные при систематическом изменении глубины надрезов от 2 до 15 мм, также не показывают влияния надрезов на KID. Для этих экспериментов уровень трещиностойкости характеризуется величиной ( Кю / ву) 2 49 мм, что уже ближе к значениям, представляющим интерес для практики, таким, как ( Кю / аг) 2 90 мм. [34]
Длина скачка трещины может увеличиться на величину, зависящую от вида системы нагружения и величины энергии, подводимой к образцу во время распространения трещины. Описано нагружающее устройство с ограничителем, которое значительно снижает взаимодействие образца с ис-пытательной машиной даже при высоких уровнях нагрузки. Применение этого устройства сильно облегчает динамический расчет, использующий длину скачка трещины. [35]
Возможности для измерения Kim на образцах, показанных на рис. 2, ограничены появлением больших пластических деформаций в образцах всех типов, которые проанализированы в данной статье. Поэтому размеры образцов должны оставаться большими по сравнению с размером пластической зоны у конца трещины, который является функцией ( / Сд / сгу) 2, где KQ - коэффициент интенсивности напряжений в начале процесса старт - остановка трещины и OY - статический предел текучести материала, окружающего конец исходного надреза или трещины. Величина KQ может быть примерно на 10 - - 30 % выше, чем Kim, что определяется требованиями на длину скачка трещины. В табл. 1 приведены оценки максимальных значений KQ, которые могут быть получены на различных образцах, имеющих предел текучести cry - 500 МПа, характерный для стали А533В, используемой для изготовления корпусов ядерных реакторов. Так как для корпусов ядерных реакторов практический интерес представляют ве. Кш 150 МПа-м1 / 2 [6], то образцы для испытаний на остановку трещины позволяют получить KQ 200 МПа-м. [36]
Когда сила, движущая трещину, всецело определяется энергией упругой деформации, запасенной в образце к моменту начала процесса, то скорость трещины и проходимый ею в образце путь однозначно связаны с трещиностойкостью KID и геометрией образца. В этом случае измерения скорости трещины ли длины трещины после остановки достаточно для определения Ко на основе динамического анализа процесса. Но если образец может снабжаться энергией во время скачка трещины благодаря взаимодействию с испытательной машиной, то и движущая сила, и длина скачка трещины могут измениться. Без учета этого дополнительного вклада энергии величина Ко, определенная по длине остановившейся трещины, будет содержать ошибку, которая должна приводить к приуменьшению трещиностойкости. Влияние взаимодействия с машиной для конкретных нагружающих устройств может быть оценено на основе существующего динамического анализа, если известно движение точек приложения нагрузки к образцу [10], Однако на практике трудно точно определить параметры этого движения. [37]
Большие скачки трещины можно интерпретировать на основе динамического анализа, но он затруднен динамическим обменом энергий между образцом и испытательной машиной. В данной статье описано динамически жесткое устройство для нагружения клином, которое эффективно препятствует взаимодействию образца с машиной. Это упрощает анализ и делает возможным получать величины Кш или K D непосредственно как следствие измерений перемещения точек приложения нагрузки в начале процесса скачок - остановка трещины и измерения длины скачка трещины. [38]
 |
Диффузии молекулы ( и схема контакта молекул ( б н модели полетов. [39] |
В модели сплошной среды предполагается, что перемещения молекулы могут происходить в любых направлениях на разные расстояния, а не только в строго определенные места, узлы решетки. При бесконечном уменьшении величины шага перемещения реагентов в одном элементарном акте приходим к предельной ситуации континуальной диффузии. Кратко охарактеризуем одну из описанных им моделей. Предполагается, что молекула со своего места может перепрыгнуть с равной вероятностью в любую точку на поверхности сферы с радиусом, равным длине скачка XD ( рис. I. Эта модель впоследствии применена Нойесом [23] в численных расчетах статистики повторных контактов реагентов и названа им моделью полетов. Согласно [23], партнеры находятся в контакте, если расстояние между ними меньше величины Ь, называемой радиусом контакта. Другими словами, реагенты вначале не контактируют, но при первом же перескоке одного из них партнеры могут соприкоснуться на радиусе контакта. Согласно [23], при перескоке второго реагента, В, партнеры оказываются в контакте с вероятностью, которая определяется как доля с телесным углом 0 поверхности сферы полетов В ( рис. I. В может пролететь сквозь А, не вступая с ним в контакт. Как и в квазикристаллическом приближении, в прыжковых моделях диффузии в сплошной среде в качестве времени контакта выступает время оседлой жизни реагентов вблизи их временного устойчивого положения. [40]
До сих пор мы полагали, что координата или скорость частицы, или вообще переменная, определяющая состояние системы, может принимать любые значения и изменяться непрерывным образом. Так обстоит дело, например, в случае броуновского движения частиц, если размеры их достаточно велики по сравнению с длиной свободного пробега. Представляется, однако, интересным рассмотреть вопрос о вероятности различных состояний системы, характеризуемой параметром, который может принимать лишь ряд дискретных значений. Состояние такой системы меняется скачками. Такая модель процесса до известной степени соответствует модели диффузии молекул в газах и конденсированных веществах. В первом случае длина скачка соответствует длине свободного пробега, во втором, согласно теории абсолютных скоростей процессов Эйринга - расстоянию между двумя равновесными положениями частицы. Мы не будем здесь приводить результаты исследований этой модели, так как они подробно изложены в [4] и ряде других монографий. [41]
Диффузионная модель отражает оба основных аспекта клеточного эффекта: удлинение времени контакта партнеров и их повторные встречи на радиусе контакта. Экспоненциальная модель учитывает только первый фактор - удлинение времени контакта. Поэтому она адекватно описывает клеточный эффект только при условии несущественного вклада в рекомбинацию повторных контактов. Это может иметь место в ряде физических ситуаций. Сюда прежде всего следует отнести системы, в которых реагенты совершают диффузию крупными скачками и практически не возвращаются повторно на радиус контакта. Кроме этого, независимо от длины скачков, вероятность повторного контакта данной пары радикалов мала, если в растворе содержится большое число ловушек для них. [42]
Величина скачков Баркгаузсна и их статистическое распределение сильно зависит от магнитной предыстории и от числа и распределения дефектов в материале. Существенное влияние оказывает также и форма образца. Если характеризовать форму с помощью размагничивающего фактора Л, то ирп Л - О ( например, в случае кольцеобразного образца) энергия размагничивания практически не играет роли в суммарном энергетическом балансе, так что зависимость энергии от положения границ определяется исключптель-но внутренними дефектами. Соответственно в средней части кривой намагничивания преобладает вклад необратимых смещений, так что у. ХоОр-Если размагничивающий фактор возрастает, то при постепенном увеличении магнитного момента образца энергия размагничивания, а следовательно, и ее влияние на смещение границ, постепенно усиливаются. Это проявляется двояко: с одной стороны, возрастает доля обратимых смещений, с другой стороны, происходит постепенное уменьшение длины необратимых скачков. Первое явление связано с тем, что изменение доменной структуры на поверхности образца, которое играет решающую роль в возрастании энергии размагничивания, происходит практически обратимо; поэтому при движении границы внутри образца вклад энергии размагничивания непрерывно возрастает с увеличением расстояния границы от ее исходного равновесного положения. Второе явление, собственно, может быть объяснено темп же самыми причинами, и его можно рассматривать как следствие ослабления поля внутри образца в результате размагничивания. Эти изменения процессов намагничивания при V ф 0 связаны с известным фактом, заключающемся в том, что кривая намагничивания кольцеобразных образцов благодаря отсутствию размагничивающих эффектов характеризуется большей крутизной, чем кривые для образцов другой формы. [43]
Страницы: 1 2 3