ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Статистические теории прочности твердых тел из "Прочность и разрушение высокоэластических материалов" В однородно напряженном состоянии материал начинает разрушаться в наиболее слабых местах, которыми могут быть явные дефекты структуры (микротрещины) или различного рода неоднородности структуры и механически ослабленные места. Например, в твердых полимерах пачки, расположенные вдоль оси растяжения, являются прочными, а расположенные перпендикулярно— слабыми местами материала. [c.157] Исходя из этих общих представлений, были предложены различные статистические теории прочности хрупких тел , согласно которым разрущение хрупких тел происходит тогда, когда напряжение превышает прочность в самом слабом месте. Для расчета хрупкой прочности рассматривались упрощенные модели, представляющие твердое тело как совокупность параллельных стержней различной прочности или как совокупность последовательно соединенных звеньев различной прочности (задача о прочности цепи). [c.158] Основные положения статистической теории прочности, развитой в этих работах, можно свести к следующим. [c.158] Идеи статистической теории прочности наглядно подтверждаются известными опытами Пауэлла и Престона по разрушению стекла методом вдавливания стального шарика. При уменьшении диаметра шарика разрушающие напряжения растяжения, возникающие на поверхности, возрастают от обычного значения (около 5 кгс мм ) до максимального (примерно 200 кгс мм ), близкого к теоретической прочности. Еще более разительные результаты недавно получил Бокин. При радиусах кривизны инденте-ров 0,136 и 0,010 мм прочность стекла оказалась равной 700 н 1040 кгс мм , т. е. при переходе к площадкам нагружения с радиусами около 1 ми прочность стекла практически совпадает с теоретической прочностью. [c.158] Эти результаты могут быть объяснены только тем, что на поверхности стекла распределены дефекты различной степени опасности. При малом объеме напряженного участка вероятность нахождения в нем опасных микротрещин или слабых мест в стекле весьма мала. Таким образом, прочность материала в зависимости от размеров области напряженного состояния может иметь значения, изменяющиеся от макропрочности, характерной для больших областей, до микропрочности, характерной для микрообластей напряженного состояния. [c.159] В связи с этим в работах Афанасьева и Волкова получила развитие другая принципиально важная сторона статистической теории прочности, заключающаяся в следующем. Материал может не иметь явных дефектов, например, в виде микротрещин, но из-за микронеоднородности строения макроскопически однородное напряженное состояние образца (с точки зрения теории упругости) в действительности неоднородно при рассмотрении структурных микрообъемов (зерен в поликристаллических материалах, пачек и других элементов надмолекулярной структуры в полимерах, микрообластей расслоения в неорганических стеклах и т. д.). При чистом растяжении возникающие в различных микрообъемах материала микронапряжения распределяются неравномерно. Встречаются участки как более, так и менее напряженные, ц даже (очень редко) и участки, где имеется сжатие. Разрушаться начнут наиболее перенапряженные микрообъемы, если прочность материала для всех микрообъемов одинакова, или одновременно наиболее напряженные и структурно наиболее слабые, если механическая прочность микрообъемов неодинакова. При сжатии такого бездефектного материала в нем, в отдельных микрообъемах, могут возникать даже напряжения растяжения, которые приводят к микроразрывам и образованию микротрещин. [c.159] Вернуться к основной статье