ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Магистральные трещины и кинетика их роста из "Кинетическая природа прочности твердых тел" Наиболее удобно вести изучение кинетики роста магистральной трещины на тонких, пленочных образцах, когда трещина растет от одного из краев образца и ее фронт приблизительно перпендикулярен к направлению роста. [c.331] Первые исследования [621] проводились только при комнатной температуре. [c.332] На этом рисунке длина трещины отложена в относительных единицах /тр/Ь, где L — ширина образца. Из рис. 187 видно, что значительную часть долговечности эта зависимость практически линейна (что говорит о росте трещин с примерно постоянной скоростью). Но отметим, что на протяжении этого квазиста-ционарного роста, занимающего почти всю долговечность, трещина вырастет всего лишь на несколько процентов своей полной длины, равной ширине образца (следовательно, подавляющую долю ширины образца трещина пробегает с большей скоростью). [c.333] Вполне очевиден типичный термофлуктуационный вид выражения (31). Это (как и раньше относительно долговечности и других процессов) позволяет утверждать, что рост магистральной трещины определяется термофлуктуационными процессами. [c.334] Остановимся теперь на третьем коэффициенте /тро. Из рис. 190,6 следует, что этот коэффициент имеет значение 10 ч-10 ель/сек. [c.336] Обратим внимание на то, что коэффициент /тро оказался на 4—5 порядков больше величины скорости звука (равной, как известно, 10 см/сек). [c.336] Означает ли это обстоятельство осложнение для термофлуктуационной интерпретации природы роста магистральных трещин Нам представляется, что наоборот полученные большие значения /тро лучше соответствуют термофлуктуационным представлениям, чем если бы они оказались порядка скорости звука. При этом может быть получена и важная количественная информация. [c.336] опираясь на полученные значения /тро (рис. 190,6), можно оценить ширину зоны перенапряжений перед фронтом растущей трещины Д ж/троТа [304]. При /тро 10 - 10 ° слг/сек получаем Д Ю — Ю сл, т. е. от одного до десяти микрометров. [c.337] Измерение распределения перенапряженных связей перед фронтом магистральной трещины с помощью тонкого пучка ИК-лучей показало (см. ниже, рис. 200), что такая зона шириной в десятки микрометров действительно существует. [c.337] Для разных тел в зависимости от их упруго-пластических свойств ширина такой зоны, очевидно, будет различной, и получение сведений о ее размерах на основе изучения кинетики роста магистральных трещин представляется достаточно интересным. [c.337] приведенные на рис. 190,6 данные и их обработка уверенно показывают, что квазнстацнонарный рост магистральной трещины является термофлуктуационным по своей природе процессом, когда трещина растет за счет разрывов молекул. [c.337] То и у имеют обычные значения. Таким образом, связь между кинетикой роста магистральной трещины и долговечностью образца оказывается вполне очевидной. [c.337] Но применяются и другие способы регистрации растущей трещины, когда получение ее изображения не производится, а используется быстродействующая, малоинерционная электронная аппаратура. [c.338] Применяются также способы, когда на поверхность диэлектрического образца напыляются узкие полоски металла (полоски параллельны боковым граням образца, а следовательно, перпендикулярны к направлению роста трещины разрушения) [634, 304]. Включив такой образец в соответствующую электронную схему, можно по мере последовательного разрыва полосок (по которым пропускается ток) растущей трещиной получать сигналы опять-таки на экране осциллографа (рис. 191,6). [c.339] Описанные методики позволяют измерять скорость роста трещин до значений в несколько километров в секунду. [c.339] С помощью комбинированной установки, в которой стадия медленного роста магистральной трещины регистрируется методом микрокиносъемки, а быстрая стадия — с использованием фотоэлектронных умножителей, удалось проследить за ростом трещины во всем диапазоне изменения скорости роста. [c.339] Остановимся теперь на форме зависимости lg тp от /тр. Участок при очень малых /тр (/тр Ю Ь) соответствует уже обследованной ранее квазистационарной стадии роста макротрещины. Затем рост трещины начинает заметно ускоряться. На протяжении нескольких порядков изменения/тр имеет место линейная зависимость 1 /тр от /тр. Размер трещины достигает здесь значения около 0,1 ширины образца. Этот участок можно назвать условно участок малого ускорения . Затем ускорение резко нарастает (на протяжении небольшого увеличения размеров трещины) — участок большого ускорения . И, наконец, скорость роста трещины выходит на постоянное значение. При этом значении, сравнимом по величине со-скоростью звука, трещина пробегает основную часть ширины образца и разделяет его на две части. [c.340] Такова полная кинетика развития магистральной трещины в полимерном образце. [c.340] Рассмотрим причины изменения скорости роста трещины по мере ее развития. [c.340] Вернуться к основной статье