Флуктуационная теория разрушения

Диаграммы усталостной прочности можно разбить на два участка (см. рис. 8.14)—наклонный и горизонтальный [2, 3]. Горизонтальный участок характеризует предел усталости, т. е. напряжение, при котором материал не разрушается в течение достаточно продолжительных испытаний. Поскольку для полимеров принята флуктуационная теория разрушения, предел усталости должен считаться условной величиной. Однако это не умаляет практической значимости этого понятия, так как реальные клееные конструкции обычно не претерпевают более 10 —10 циклов нагружения. [c.250]

Согласно флуктуационной теории прочности, скорость процесса разрушения материала зависит от соотношения энергии активационного барьера и тепловых флуктуаций. Напряжение, уменьшая энергию активации, способствует ускорению разрушения материала. Основная причина появления первичных трещин — деструктивные процессы, протекающие под влиянием механических и тепловых воздействий на покрытие. В месте дефекта концентрируется напряжение, превышающее среднее напряжение на все сечение материала, что приводит к разрыву химических связей, образованию и росту трещин. Образование первичных трещин значительно ускоряется при наличии поверхностно-активной среды. Понижая свободную поверхностную энергию материала, среда способствует образованию местных зародышевых сдвигов на поверхности покрытия и первичных трещин. [c.45]

Флуктуационная теория применима также для случая, когда на первой стадии разрушения в рассматриваемом сечении образца, содержащем наиболее опасный дефект или трещину, одновременно растет несколько трещин. При этом число трещин в объеме образца должно быть невелико, чтобы они на этой стадии не взаимодействовали и микротрещины вне рассматриваемого сечения не изменяли напряженного состояния в сечении. В этом случае под параметром у следует понимать долю разрушенной площади [c.51]

В работах 7 рассматривается как структурная константа, учитывающая неоднородность распределения напряжений по цепям в объеме полимера. Величина ее определяется механизмом перераспределения напряжений между цепями. Таким образом, авторы вслед за В. Куном и Г. Куном - , Ф. Бикки и др. предполагают, что в массе полимера выборочно рвутся наиболее перенапряженные цепи. Этот механизм разрушения полимеров неоднократно подвергался критике и противоречит наблюдаемому механизму разрушения полимеров путем развития трещин и других неоднородностей в материале. Поэтому и физический смысл 7 в флуктуационной теории иной и связан с неоднородностью напряжений вблизи трещин и других дефектов, а неравномерное распределение напряжений по цепям вдали от трещин в массе полимера является второстепенным фактором разрушения. [c.56]

Наиболее успешная, по нашему мнению, попытка установить зависимость между скоростью хрупкого разрушения твердого тела и скоростью поверхностной диффузии среды и микротрещины была сделана Бартеневым и Разумовской [56], исходя из кинетической концепции флуктуационной теории долговременной прочности. Они рассмотрели феноменологически кинетику роста разрушающей трещины и предположили наличие трех этапов в общем процессе разрушения в присутствии поверхностно-активной среды. [c.135]

ЭПР . в общем случае количество свободных радикалов в полимере (например, капроне) увеличивается во времени при постоянной нагрузке. Кривые, отображающие эту зависимость, аналогичны кривым ползучести. Следовательно процесс ползучести связан с разрушением химических связей в полимерных молекулах. Таким образом, распад химических связей действительно происходит не только при разрушении образца, но и в любой момент нахождения его под нагрузкой. Эти опыты убедительно подтверждают основные положения флуктуационной теории прочности, согласно которым разрушение полимерных и других твердых тел происходит во времени вследствие распада химических связей под действием нагрузки. [c.143]

Причина образования микротрещин и механизм разрушения полимеров хорошо объясняются с помощью флуктуационной теории прочности и тех экспериментальных данных, которые были приведены в предыдущем разделе. [c.200]

При-низких температурах, когда полимер испытывает хрупкое разрушение, температурно-временная зависимость прочности описывается уравнением Журкова. Энергия активации с уменьшением разрушающих напряжений увеличивается в соответствии с флуктуационной теорией прочности твердых тел и при а = О равняется энергии связей, ответственных за разрушение полимера. Относительные удлинения при разрыве от разрушающих напряжений не зависят, [c.99]

При отсутствии химических и структурных превращений механизм разрушения полимеров, как и других твердых тел, подчиняется флуктуационной теории и может быть описан уравнениями [12—15] [c.10]

Флуктуационный объем Va был введен при рассмотрении механизма разрушения твердых тел в термофлуктуационной теории долговечности [2.9]. Было показано, что в общем случае [c.24]

Развитая в работе теория прочности полимеров применима к высокоориентированным полимерным волокнам Разрушение волокон этого типа при низких температурах рассматривается как флуктуационный процесс роста трещин до критических размеров, [c.158]

Кинетика зарождения субмикротрещин в аморфно-кристаллических полимерах начала разрабатываться в работе [902]. Здесь процесс разрущения мыслился как последовательные флуктуационные разрывы проходных молекул в аморфных участках фибрилл, разрушение которых начинается с разрыва наиболее коротких цепочек, а после перераспределения напряжений заверщается последовательным разрывом остальных, более длинных молекул, т. е. в теории [902, 905] в основном принята во внимание надмолекулярная структура полимера. Однако, как уже отмечалось, теория зарождения субмикротрещин в полимерах должна учитывать свободно-радикальные цепные процессы [353] и экзотермические эффекты, сопровождающие разрыв перенапряженных фрагментов молекул [440]. [c.485]

Имеется ряд теоретич. работ, направленных на создание флуктуационной теории разрушения полимеров. Исходя из изложенных выше термофлуктуационных представлений о природе разрушения, разные исследователи в зависимости от конкретных моделей, на к-рых они основывают расчеты, приходят к различным выводам об относительной роли разрывов химических внутрицепных и межмолекулярных связей, а также о взаимосвязи релаксационных и деформационных процессов с разрушением. Законченной и обш епринятой флуктуационной теории разрушения полимеров, с этой точки зрения, пока не суш ествует. Важно отметить, что все теории базируются на термофлуктуацион-ном механизме разрыва связей п в конечном счете приходят к выражению для зависимости Д. от темп-ры и напряжения, близкому к ф-ле (3). При этом предэкспоненциальный множитель, согласно всем существующим теориям, должен зависеть от а и Т, что трудно проверить на опыте. Смысл же значений 7о и у в разных теориях различен. Иногда под 7ц понимают энергию активации разрыва химич. связей, в других случаях — энергию разрыва нескольких межмолекулярных связей, соответствующую процессу проскальзывания молекул. [c.378]

Вероятность разрыва химических связей зависит от напряжения и согласно флуктуационной теории прочности определяется величиной энергии активации разрушения V —у-. Чем больше напряжение, тем более вероятен процесс разрыва. Уменьшение энергии акть вации под действием растягивающих усилий определяется коэффициентом у, чувствительным к изменению структуры при ориентации или пластификации. Чем меньше этот коэффициент (наклон прямой долговечности), тем прочнее полимер (см. рис. 83). [c.141]

В работах [3, с. 42 16] Бартеневым развита флук-туационная теория прочности твердых тел. Теория основывается на рассмотрении кинетики роста трещин разрушения под действием тепловых флуктуаций и механических напряжений. Физической основой теории является флуктуационный механизм разрушения межчастичных связей в вершине трещины разрушения, связанный с переходом через потенциальный барьер. Механические напряжения, изменяя величину потенциального барьера, сдвигают процесс в сторону преимущественного разрыва связей и роста трещины разрушения. В результате количественного рассмотрения этого процесса предложено следующее уравнение временной зависимости прочности [c.76]

Вопрос о связи между скоростью разрастания трещин и величиной приложенного напряжения (деформации) принципиально интересен. Приложение представлений о флуктуационной теории прочности к коррозионному разрушению заставляет сделать вывод, что растрескивание полимеров в присутствии химически активных сред должно иметь место при сколь угодно малом напряжении. Это связано с тем, что помимо энергетического вклада флуктуаций теплового движения молекул, суммирующегося с упругой энергией, запасаемой при деформации полимера (что и является причиной временной зависимости прочности), при наличии химически активной среды резко снижается энергетический барьер разрушения цепной молекулы и независимо от величины напряжения выделяется энергия химического взаимодействия среды с полимером. Наряду с таким пред-ставленпем о процессе, в серии работ i - i появившихся в последнее время, делается попытка рассматривать озонное растрескивание [c.117]

Теория разрушения черных пленок разработана Б. В. Дерягиным на основе теории гомогенной кавитации Я. Б. Зельдовича. С учетом флуктуационного механизма образования дырок в тонких пленках минимальная работа А, требующаяся для образования первичного круглого отверстия, составляет [22] [c.77]

К теории Волкова примыкают работы [8, 15, 8.16], в которых статистические методы применены для решения вопроса о кинетике разрушения. Краус [8.17] предложил термофлуктуа-циониую феноменологическую теорию распределения по размерам микротрещин, возникающих флуктуационно. [c.244]

Зависимость трения от скорости скольжения и температуры ]>ассматри-вается теорией, согласно к-рой Т. обусловлено термо-флуктуационными процессами образования 1 разрушения молекулярных связей в зоне фрикционного контакта. Разрушаемая связь преодолевается тепловым движением, энергия к-рого характеризуется величиной кТ (к — константа Больцмана), а роль тянущей силы, равной II противоположно направленной силе Р, состоит лишь в понижении энергии активации и этого процесса. Для иолимеров в высокоэластич. состоянии (Шалло-мах А.) [c.326]

Теория флуктуационного разрушения кристаллов с привлечением дислокационных моделей, по-видимому, наиболее аде кватна реальному описанию процесса разрушения. Законченная теория подобного типа еще не создана и ее разработка — дело будущего. Принципиальная трудность создания строгой теории разрущения кристаллов заключается в том, что дислокационные схемы используют аппарат континуальной теории, не применимой для описания процессов атомного масштаба. Поэтому расчет энергии активации не является простой задачей. Для оценки энергии активации процесса образования трещины в [934, 929] был разработан дискретно-континуальный метод расчета дислокационного скопления. Головная часть скопления рассматривалась дискретной, хвостовая часть — континуальной. Зарождение трещины было разделено на три этапа 1) образование парного перегиба на второй дислокации и объединение двух головных дислокаций на некотором участке /о, 2) раскрытие начальной трещины ширины /о, 3) распространение трещины вдоль дислокации (см. рис. 262). [c.479]

Теории флуктуационного роста трещин разрушения в хрупких телах посвящен ряд работ [39, 42, 44, 861—872, 946—950], истоком которых можно считать работу Понселе [39], в которой он впервые указал на возможность роста трещин из-за термоактивационного распада связей в ее вершине. В [39] предположено, что скорость распространения трещины /тр можно принять равной произведению скорости звуковых волн Узв на относительное число распавшихся напряженных связей, определяемое фактором Больцмана ехр[и(а)/кТ], т. е. согласно [39], [c.485]

В другой теории расчета функции т] (у), предложенной Грессли [20], рассматривается деформирование сетки флуктуационных зацеплений, влияющее на кинетику образования и разрушение меж-молекулярных контактов, причем плотность зацеплений в условиях стационарного течения уменьшается с ростом скорости сдвига. Так как сопротивление течению обусловленпо трением в узлах, повышение скорости деформации должно приводить к уменьшению эффективной вязкости. Предсказываемая теорией зависимость т] (у) для монодисперсных полимеров выражается универсальной зависимостью ( 4/110) от (т0с/2), где 00 — характерное время релаксации (по Грессли). [c.190]