ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кинетические теории разрушения твердых тел из "Кинетическая природа прочности твердых тел" Кинетические теории разрушения твердых тел стали разрабатываться после того, как было обнаружено на опыте явление временной зависимости прочности. Необходимость истолковать это явление привела к формулировке гипотез, которые и составили основу для развития теоретических исследований. [c.448] Теоретические исследования 40-х годов базировались на скудном экспериментальном материале. Эти работы носили скорее характер частных гипотез и не ставили проблему кинетики раз рушения в общем плане. Прошло примерно десятилетие, прежде чем временная зависимость прочности и ее интерпретация стали предметом более тщательных теоретических исследований. Новые экспериментальные данные показали широкую распространенность явления зависимости прочности от времени действия нагрузки. Стало ясно, что эта зависимость вызвана внутренними процессами в напряженных твердых телах и не может быть отнесена лишь к воздействию внешней среды, хотя в ряде случаев такое воздействие весьма существенно. Тем самым гипотеза Орована оказалась неприемлемой для объяснения длительного разрушения в большинстве случаев. Однако два других подхода сохранили свои позиции и получили развитие в теоретических исследованиях разных авторов. [c.449] Многие исследователи [74, 147, 175, 191, 875, 889, 890, 891, 893] и сейчас придерживаются, по существу, гипотезы Маргетройда и полагают, что зависимость прочности от времени и температуры обусловлена деформационными и релаксационными процессами, приводящими к постепенному увеличению локальных напряжений до разрывного уровня. Основной причиной временных эффектов согласно этой точки зрения является ожидание актов атомно-молекулярных перегруппировок. [c.449] Наоборот, другая группа исследователей [34, 42, 44, 861, 863, 867, 880, 897 и др.], как и Понселе, полагают, что именно термоактивированный механизм разрыва напряженных связей является главной причиной временных эффектов в явлении разрушения твердых тел. [c.449] Однако следует подчеркнуть, что оба указанных механизма разрушения признаются всеми авторами термофлуктуационными. [c.449] Пояснение сущности гипотез Маргетройда и Понселе делалось более или менее подробно потому, что последующие теоретические разработки в той или иной форме развивают эти гипотезы, хотя авторы многих работ, по-видимому, не всегда даже были с ними знакомы. [c.450] Что касается перехода от отдельных актов разрыва связей к накоплению повреждений и разрыву тела как целого, то здесь выполнен ряд расчетов различной сложности. Общий прием решения этой задачи следующий постулируется какая-либо зависимость вероятности элементарного процесса от напряжения и температуры и посредством интегрирования одного уравнения или системы уравнений находится время разрушения принятой механической модели твердого тела. В ряде работ принималось, что разрушение идет во всем объеме, как в системе из равномерно-нагруженных связей [38, 876, 898]. В [38, 880, 899] учитывалось перераспределение напряжений из-за убыли связей по мере их разрыва. В [38, 686, 864, 908] разрушение рассматривалось с учетом встречного процесса — процесса восстановления разорванных связей. Анализировались и более сложные случаи, когда нагрузка неравномерно распределена по связям [190, 881 — 888, 901, 909, 910. В работах [900—903] была произведена попытка рассчитать кинетику процесса разрушения с учетом реальной надмолекулярной структуры аморфно-кристаллических полимеров. В [245] разрушение кристаллических тел рассматривалось с учетом существования блочной структуры. В [941] процесс разрушения подразделялся на два этапа 1) зарождение субмикроскопических разрывов сплошности с размерами, характерными для субструктуры материала, и 2) слияние субмикротрещин. [c.451] Ряд работ [39, 42, 44, 861, 863—869, 946—950] посвящен анализу кинетики медленного роста трещин, вызванного распадом перенапряженных связей в ее вершине. Эта задача была поставлена еще в ранних работах [39—42, 44], а затем получила новое развитие в последующих работах [947—950]. Наряду с вычислением времени разрушения образца, детальный анализ кинетики роста трещин призван объяснить экспериментально обнаруженные особенности процесса роста трещин. [c.451] Теоретические расчеты показали, что за исключением области очень малых и очень больших напряжений окончательное выражение для долговечности определяется в основном энергетическими параметрами уравнения для вероятности распада связей. Появляющиеся в результате интегрирования дополнительные сомножители в предэкспоненте малосущественны. Поэтому основным вопросом кинетической теории является вопрос о величине энергии активации и о ее зависимости от напряжения. Теориям энергетического барьера будет уделено основное внимание и в настоящей главе. [c.451] Вернуться к основной статье