ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Долговечность твердых тел под нагрузкой при одновременном действии облучения или агрессивных сред из "Кинетическая природа прочности твердых тел" Для оценки влияния внешней среды и различного рода облучений на развитие процесса разрушения тел, находящихся под действием механических напряжений (т. е. для изучения явления старения тел под нагрузкой), с точки зрения кинетической концепции прочности необходимо определить, как изменяют эти внешние факторы кинетику разрушения как меняется под действием внешней среды и облучений скорость накопления нарушений (например, скорость роста трещин) и интегральная характеристика кинетики разрушения — долговечность. [c.408] Вслед за феноменологическим изучением влияния среды и облучений на кинетику процесса разрушения, конечно, возникает задача разобраться в природе процессов, лежащих в основе явления старения под нагрузкой. [c.408] Знание феноменологических закономерностей явления и понимание природы элементарных актов, лежащих в его основе, позволит научно обоснованно подойти к решению практических проблем прогнозирования долговечности тел под нагрузкой при реальных условиях эксплуатации (в присутствии агрессивных сред и при облучениях) и борьбы с явлением старения путем подбора стойких по отношению к старению материалов, а также разработки методов стабилизации нестойких материалов. [c.408] Изучение особенностей действия облучений и агрессивных сред на напряженные материалы по сравнению с действием тех же факторов на ненапряженные материалы (т. е. особенностей явления старения под нагрузкой по сравнению со старением ненагруженных материалов) посвящено, ввиду практической важности проблемы, большое количество работ, подытоженных в [70, 71, 808, 817—819 и др,]. Исследуются самые различные материалы в разных средах и при разных типах облучения коррозия под нагрузкой металлов и сплавов в морской воде и поверхностно-активных средах, растрескивание пластмасс в парах растворителей, влияние ионизующих излучений на кинетику деформирования и разрушения различных твердых тел и т. п. [c.408] Наиболее подробно будут освещены результаты опытов по влиянию на долговечность полимеров под нагрузкой ультрафиолетового облучения. Менее подробно упоминаются исследования с использованием других видов ионизующих излучений и агрессивных сред. [c.409] Температурно-силовая зависимость долговечности полимеров в условиях УФ-облучения. Исследование влияния УФ-облучения на механические свойства полимеров оправдываются как практическими, так и научными интересами. [c.409] Для практики интерес к этим исследованиям объясняется необходимостью борьбы с распадом макромолекул полимеров под действием УФ-спектра солнечного излучения (проблема фотостабилизадии), а также необходимостью прогнозирования эксплуатационных свойств полимеров в условиях действия УФ-облучения. [c.409] С научной точки зрения большой интерес представляют исследования общих закономерностей процесса фотомеханической деструкции и особенностей элементарных актов этого процесса (по сравнению с элементарными актами процесса фотодеструкции ненапряженных полимеров) для развития соответствующего раздела молекулярной фотохимии. Ясно также, что и решение практической проблемы фотостабилизации напряженных полимеров невозможно без понимания всех деталей процесса фотомеханической деструкции полимеров на атомно-молекулярном уровне. [c.409] Таким деликатным действием УФ-радиации можно воспользоваться, чтобы исследовать влияние заданного количества разрывов связей в молекулах полимера на развитие в них процессов разрушения и деформирования. Это и составляло предмет исследований в работах [100, 627, 755—774]. [c.410] Особенно интересно проследить за влиянием разрывов макромолекул, вызываемых квантами УФ-радиации, на кинетику деформирования полимеров (на скорость их ползучести и релаксацию напряжений). Такие опыты позволяют судить о взаимосвязи процессов деформирования и разрушения (см. ниже). [c.410] В настоящем параграфе будут рассмотрены данные о влиянии УФ-радиации на долговечность полимеров под нагрузкой и скорость роста трещин в них, т. е. на кинетику разрушения. Данные о влиянии УФ-облучения на скорость ползучести, т. е. на кинетику деформирования полимеров, рассматриваются в 3 гл. VUI. [c.410] Методически исследования долговечности и скорости роста трещин для полимеров в условиях УФ-облучения производились на тех же рычажных установках, что и испытания без облучения (см. 1 гл. I). Облучение образцов под нагрузкой проводилось лампами типа ПРК с применением кварцевых линз. Поток энергии УФ-излучения в области длин волн от 230 до 270 нм контролировался при помощи термостолбика и поддерживался в течение опыта постоянным. [c.411] Схематический график с показом влияния УФ-облучения на силозую зависимость долговечности полимеров. [c.411] Общность закономерностей (51) и (52) для радиационной долговечности позволяет использовать их в практических целях для оценки светостойкости полимеров под нагрузкой и прогнозирования долговечности полимерных материалов под нагрузкой в условиях УФ-облучения. С другой стороны, закономерность (51) отражает и природу фотомеханической деструкции полимеров. Поэтому выяснение физического смысла (51) и свойств коэффициентов Aj и а важно и для развития кинетической концепции прочности и ее распространения на подобные усложненные случаи разрушения, и для развития представлений о природе фотомеханической деструкции. [c.412] Трещин под действием облучения резко увеличивается, если напряжение а не превышает некоторое значение СТгр (рис. 228). [c.413] Опыт показал, что при этом зависимость 1 У (а), подобно зависимости IgтJ (ff), имеет также два линейных участка (см. [c.413] В формуле (55) как У, так и У , разумеется, не являются постоянными, а изменяются со временем в течение опыта, поэтому, строго говоря, в этой формуле под входящими в нее скоростями следует подразумевать их мгновенные значения. Однако для изучения феноменологических закономерностей, которым подчиняется такая интегральная величина, как долговечность, в формуле (55) под значениями У и У можно подразумевать усредненные (интегрально) значения скоростей, как правило, коррелирующие с начальными значениями скоростей разрушения, поскольку именно они, главным образом, определяют собой долговечность (см. 4 гл. V). [c.414] В этой формуле под т подразумевается долговечность под нагрузкой без облучения, а под Г] — радиационная долговечность. [c.414] Из формулы (56) следует, что при а агр суммарная долговечность тсум практически будет равна т, так как при этом т Г]. Иначе говоря, из формулы (56) следуют наблюдаемые на опыте соотношения (51) и (52). Для выяснения физического смысла выражения (51) и входящих в него коэффициентов Л и o j в ряде работ [767—772] изучена зависимость коэффициентов Лj и а, от интенсивности / УФ-облучения, от исходной структуры полимера (от величины коэффициента у в уравнении (4)), от температуры испытания Г и от состава окружающей среды. [c.414] Вернуться к основной статье