Гриффитса теория

Более реальная основа для рассмотрения проблемы прочности была предложена Гриффитсом. Теория Гриффитса, опубликованная в 1920 г., относилась главным образом к стеклам, но идеи, заложенные в ней, можно распространить и на материалы других типов. Согласно этой теории, различие между теоретической и [c.182]

Эта теория не учитывает медленный докритический рост трещины, наблюдаемый экспериментально. В действительности быстрый рост трещины наступает после предварительного медленного устойчивого роста так, как показано на рис.3.25. Докритический рост трещины может быть объяснен наличием пластической зоны перед концом трещины. Из формулы Гриффитса (3.15) следует, что [c.182]

Теория Гриффитса имеет большое значение, так как [c.182]

Гриффитс вывел хорошо известный критерий разрушения изотропных материалов, содержащих эллиптическую трещину длиной 2а (уравнение (3.13)). Данная теория механики разрушения систематически разрабатывалась последние 50 лет, чтобы частично объяснить неупругое и (или) пластическое поведение твердых тел, различные формы трещин и разрушаемых образцов и даже неоднородности материала. До сих пор целью анализа, опирающегося на представления механики разрушения, было получение универсальных количественных критериев стабильности трещины и ее распространения. По возможности критерии ие должны зависеть от состояния внешнего и внутреннего напряжений, формы трещины и образца, а дол- [c.333]

Физические основы гидравлического разрушения нефтяного кокса. В настоящее время нет единого представления о механизме гидравлического разрушения хрупких материалов. Причиной этого является его сложность и многогранность. Качественные и количественные закономерности процесса гидравлического резания хрупких тел в обобщающем виде не установлены. Теории разрушения Кулона, Мора, Кулона - Навье, Гриффитса основаны на экспериментальных данных или отдельных предположениях, и ни одна - на внутреннем механизме разрушения. Существующие зависимости касаются раскрытия лишь отдельных аспектов взаимодействия жидкой струи с хрупкими телами и не могут быть распространены на другие условия и параметры гидравлического разрушения в связи с трудностями обобщения разнохарактерного экспериментального материала с единых теоретических позиций [224-231]. [c.171]

Рассмотрим теперь адсорбционное (в отсутствие коррозии или растворения) влияние среды и ПАВ на механические свойства компактного материала — моно- или поликристаллического либо аморфного твердого тела. Это явление было открыто П. А. Ребиндером на кристаллах кальцита (1928 г.) и получило название эффекта Ребиндера. Очень характерно его проявление на ряде пластичных металлов. Так, будучи весьма пластичными по своей природе, монокристаллы цинка под действием микронной ртутной пленки или же массивные цинковые пластины при нанесении капли жидкого галлия или ртути хрупко ломаются уже при очень малых нагрузках (рис. 6). По Ребиндеру, общее термодинамическое объяснение таких явлений состоит в резком понижении поверхностной энергии о и тем самым работы разрушения вследствие адсорбции из окружающей среды (или контакта с родственной жидкой фазой). Одной из наиболее универсальных и вместе с тем простых моделей, связывающих прочность материала Рс с величиной ст, служит схема Гриффитса, являющаяся по сути приложением теории зародышеобразования к решению вопроса об устойчивости трещины и устанавливающая пропорциональность Рс ст . [c.312]

Теория прочности материалов, развитая А. А. Гриффитсом (1920 г.), учитывает энергию образования новых поверхностей, с появлением которых начинается разрушение материала под нагрузкой. Гриффитс показал, что прочность стеклянной нити [c.243]

Разрушение материала и конструкций происходит на той или иной стадии их эксплуатации (микроскопической, макроскопической). Но, как ясно из третьего пункта перечисленных выше научных результатов теории Гриффитса, [c.182]

Прочность характеризуется критическим (предельным) напряжением Рт, при котором наступает разрыв сплошности тела. В отличие от упругих свойств реальных тел, характеристики которых можно вычислить из теории простейших идеальных кристаллических решеток, прочность реальных твердых тел, как на это указывали Гриффитс, А. Ф. Иоффе, Смекал и другие, в тысячи и десятки тысяч раз меньше прочности, рассчитанной для идеального кристалла. [c.182]

На примере стекла английский ученый Гриффитс в 1921 г. впервые показал теоретически и подтвердил экспериментально, что низкая прочность реального твердого тела обусловлена микротрещинами, которые присутствуют в нем еще до приложения внешнего растягивающего усилия. Теория Гриффитса положительно сказалась на последующем развитии учения о прочности и деформативности различных материалов, в основу которого положена предложенная им модель разрушения. [c.215]

Теория Гриффитса хорошо объяснила пониженную прочность различных хрупких тел но оказалась неприемлемой для материалов, которью перёд разрушением проявляют большую пластическую дефор-мацию. Эта теория имеет и еще один крупный недостаток она исходит из существования в твердом теле готовых зародышевых трещин и совершенно не объясняет, каким образом могли появиться такие трещины. В то же время экспериментальные исследования показали, что [c.215]

В соответствии с теорией распространения трещин, предложенной Гриффитсом для объяснения хрупкого разрушения материалов, которая справедлива для многих материалов, в том числе графитов, размером кристаллита определяется длина дислокаций, которые перемещаются путем скольжения в базисной плоскости. Влияние макропористости [c.79]

Вместе с тем общий характер профиля мягких частиц, за исключением области, непосредственно примыкающей к периметру зоны контакта, близок к модели ДКР. Ситуация здесь вполне аналогична той, которая существует в теории трещин профиль ДКР вблизи периметра контакта (см.рис. ХП.5, кривая 1) отвечает профилю устья трещины в макроскопической теории Гриффитса [18] гладкий же [c.388]

Обратимся теперь к энергетическому критерию разрушения, предложенному Аланом Гриффитсом. Появившиеся в 1921 и 1924 1 одах работы Гриффитса по теории трещин считаются основополагающими, которые открыли- путь для теоретических исследований в области механического разрушения [9,12]. Кратко ее содержание сводится к тому, что при продвижении трещины на единицу площади (при этом образуются две ее поверхности) выделяющаяся энергия упругой деформации С расходуется на образование этой единицы площади, и тогда критерий разрушения принимает вид [c.174]

Экспериментально теория Гриффитса была подтверждена известными опытами с каменной солью [12] и со стеклянными нитями [1, с. 57]. Удаление поверхностных трещин в этих опытах с помощью растворителей приводило к сильному возрастанию прочности образцов. В более поздних работах было доказано наличие субмикротрещин в полимерных материалах [8, с. 285]. Наличие дефектов вносит ряд принципиально новых моментов в представление о прочности по сравнению с прочностью идеального материала. Процесс разрушения в реальном материале [c.111]

Исследование пластической деформации (методом рентгеновских лучей) естественно привело А. Ф. Иоффе к изучению проблемы прочности твердых тел и двух механизмов их разрушения — путем пластического течения и хрупкого разрыва. При этом он впервые установил относительный характер различия между пластичностью и прочностью данного материала, например каменной соли, показав, что один и тот же материал является пластичным при высоких температурах и хрупким нри низких. Вместе с тем, развивая идеи английского физика Гриффитса, А. Ф. Иоффе показал, что сравнительно малая прочность, обнаруживаемая твердыми телами в условиях их хрупкого разрушения, обусловлена существованием на их поверхности незначительных дефектов — зародышевых трещинок, на которых сосредоточиваются прилагаемые упругие напряжения. При устранении подобных трещинок с поверхности кристаллов каменной соли путем частичного растворения ее в воде прочность на разрыв этих кристаллов увеличивается в десятки раз, приближаясь к пределу, характеризуемому электрической теорией сил сцепления. Иоффе показал далее, что, находясь под водой, т. е. в условиях, при которых зародышевые трещинки не могут образоваться, стерженьки каменной соли при комнатной температуре приобретают гибкость, которой они были совершенно лишены при обычных [c.16]

Гриффитс видит такую причину в образовании тонких и острых треш ин, и на этом основании он построил новую теорию прочности. Если мы примем, что при достижении наблюдаемой прочности в 450 Г/мм возникают такие трещины на поверхности кристалла и вследствие перенапряжения на своих острых концах растут все дальше, то из этого следует, что вскоре весь кристалл будет расщеплен, хотя нагрузка ни на один момент не превзойдет сил сцепления. Если такие тонкие трещины уже с самого начала существуют на поверхности, то прочность 450 Г/мм дает среднее напряжение, при котором трещины начинают расти вследствие значительных перенапряжений на их концах. Если мы имеем деформированное многокристальное тело, то каждая трещина может идти только до границы отдельного кристаллика и не повлечет за собою расщепления всего образца [c.198]

Прочность на разрыв можно рассматривать как меру молекулярных сил, удерживающих материал от разрушения. Однако хорошо известно, что величина механической прочности обычно во много тысяч раз ниже, чем можно было бы ожидать из теории кристаллических решеток. Это противоречие теряет силу при более внимательном рассмотрении механизма разрыва. Местное напряжение в области разрыва всегда во много раз больше, чем средняя его величина, отнесенная ко всему поперечному сечению. Лучшим доказательством этого являются блестящие опыты Гриффитса по влиянию нарушения сплошности на механическую прочность стекла при разрыве. [c.296]

Теория и хорошо известные опыты Гриффитса со стеклом также подтверждают влияние поверхностных трещин на прочность при разрыве, даже в случае аморфных материалов. [c.301]

Эти цифры, по-видимому, подтверждают, что теоретические значения механической прочности, скорее всего, являются правильными. Низкая прочность в обычных условиях получает удовлетворительное объяснение в теории трещин Гриффитса. Статистическая природа реальной прочности находится в хорошем согласии с этой теорией. [c.307]

Великолепные эксперименты Гриффитса по измерению прочности стекла и его теория разрушающего напряжения, без сомнения, явились отправной точкой для всех последующих опытов, в которых изучалась прочность стекла и кристаллов. Я хотел бы выразить свое согласие с мнением Гриффитса, что его рассмотрение отдельной трещины эллиптического сечения является лишь первым шагом на пути к общей теории концентрации напряжений в твердых телах с произвольными трещинами и ее приложениям к рассмотрению проблемы разрушающего напряжения. Такое обобщение представляется необходимым, поскольку все количественные предсказания теории Гриффитса, за исключением тех, которые касаются его собственных первоначальных опытов, не вполне согласуются с экспериментальными данными. Я упомяну здесь только разрушение стеклянных стержней. Б отличие от опытов Иоффе, в наших опытах поверхности разрушения часто возникали из внутренних трещин [14], а разрушающие напряжения для некоторых сортов стекол зависели от температуры [15]. Наиболее поразителен следующий факт. Поверхность разрушения стекла состоит из двух частей одной — гладкой как зеркало, другой — неровной. Как выяснилось, для стержней одного и того же сечения в совершенно одинаковых экспериментальных условиях размеры зеркальной части могут очень сильно меняться [16]. Согласно теории Гриффитса, поверхность разрушения всегда должна быть зеркальной по всему сечению. Мы видим также, что для процесса разрушения в стекле никогда не играют решающей роли отдельные трещины на поверхности. [c.310]

Теоретическое От ниже практического в десятки раз. Это расхождение связано с дефектами структуры реальных кристаллов, с микротрещинами, теорию которых развил Гриффитс [58] и др. [59]. В последнее время теория дислокаций [60—62] объяснила ряд положений по деформации и разрушению кристаллических тел, особенно металлов, которые не могли быть объяснены ранее, как, например, разрушение поли- и монокристаллов [63], хрупких [64] и пластичных тел [65]. [c.545]

Хорошо известно, что значение прочности большинства твердых тел резко отличается от величины прочности , рассчитанной только на основе учета сил взаимодействия между атомами. Это возможно, и послужило толчком к созданию Гриффитсом первой теории [c.155]

Большинство металлов неизбежно содержит либо внутренние или поверхностные лефекты, либо настоящие трещины и поэтому при наложении напряжений Ста любой из этих дефектов может развиваться вплоть до разрушения. В настоящее время различными исследователями [1—3] для изучения роста трещин, ускоренных воздействием внешней среды (коррозионное растрескивание, водородное охрупчивание), используются положения линейной механики разрушения. Такой подход является, по существу, развитием предложенной Гриффитсом теории хрупкого разрушения для упруго-пластического состояния. [c.308]

Появившиеся в 1921 и 1924 годах работы Гриффитса по теории трещин считаются основополагающими в области теоритических исследований механического разрушения. Исходным толчком для этой работы, поводимому, послужило известное несоответствие между [c.173]

Применение механики разрушения к вязкоупругой среде ограничивается отклонением от условия бесконечно малой деформации вследствие молекулярной анизотропии, локальной концентрации деформаций и зависимости напряжения и деформации от времени. Эта теория эффективна при исследовании распространения трещин. Аналитическое обобщение работы Гриффитса на линейные вязкоупругие материалы было предложено Уильямсом [36] и несколько раньше Кнауссом [37]. В гл. 9 будет дан более подробный расчет распространения трещины с позиций механики разрушения. Будут рассмотрены морфологические аспекты разрушения и влияние пластического деформирования, зависящего от времени, возникновения и роста трещины серебра и разрыва цепи на энергию когезионного разрушения полимеров. [c.72]

Параметр О, прямо связанный с теорией Гриффитса, является энергетическим критерием сопротивления развитию трещины. Еще шире используется силовой критерий, который можно получить, зная поле напряжений у фронта трещины. Допустив линейную связь напряжения с деформацией, можно следующим образом вьфазить компоненты тензора напряжений, действующие на элементарный параллелетшед, расположенный на расстоянии I от фронта трещины, если / образует с осью х угол (р [c.45]

Немонотонное изменение предела прочности на растяжение с температурой обработки может быть объяснено действием нескольких факторов. Упрочнение до температуры обработки 1500°С связано с наличием поверхностных дефектов, поскольку травление волокон, термообработанных в интервале 1000—1500 °С, повышает их прочность. Последу ющее разупрочнение может быть объяснено увеличением диаметра кри сталлитов в соответствии с рассмотренной в,гл. 3 теорией Гриффитса Другой причиной снижения прочности и деформации при термообработ ке углеродных волокон в интервале 1500-3000 °С считают [135] увели чение ширины трещин и увеличение степени кристалличности располо женного вблизи них углерода. Создавая при высокотемпературной обра ботке волокна растягивающие напряжения, можно изменять степень совершенства гексагональных слоев и их ориентацию относительно оси волокна. Последнее дает возможность регулировать величину модуля упругости. Полученная при этом связь модуля упругости с ориентационным параметром q, представляющим количественный показатель предпочтительной ориентации углеродных слоев относительно оси волокна, представлена на рис. 96 [133]. В этом случае величина относительной деформации определяется степенью совершенства гексагональных слоев в пределах областей когерентного рассеяния и может быть охарактеризована средним межслоевым расстоянием (рис. 97) [133]. [c.236]

В предисловии к тому I редактор английского текста профессор Г. Либовиц приводит предысторию создания семитомника. Он отмечает, что Гриффитс в двух основополагающих работах положил начало научному объяснению явления хрупкого разрушения. Пирс впервые применил теорию вероятности к изучению прочности волокон, а Бейбул использовал статистические методы для исследования хрупкого разрушения. Дополнительным толчком для изучения хрупкого разрушения послужили случаи разрушения сварных судов и нефтеналивных танкеров. В связи с необходимостью обобщения накопленного опыта и выполненных исследований и появился семитомник Разрушение". [c.161]

Зависимости v от К, данные которых были представлены вначале, являются наиболее удачным выражением кинетических особенностей растрескивания и зависимости растрескивания от напряжения. Использование коэффициента интенсивности напряжения, несомненно, удовлетворяет тех, кто рассматривает линейную упругую механику разрушения в качестве основного средства решений всех проблем разрушения, но не удовлетворяет тех, кто считает, что такие зависимости не дают достаточной информации о КР. Вероятно, истина находится между этими двумя крайностями. Достижение механики разрушения (для металлических материалов) базируется на теории Гриффитса [199] разрушения упругих твердых тел. Согласно анализу Орована — Ирвина для металлических материалов [200, 201] в процессе разрушения совершается работа пластической деформации дополнительно к работе упругой деформации, необходимой для образования новых поверхностей. Таким образом, уравнение Гриффитса изменяется и для плосконапряженного состояния принимает вид Стт = = 2E y,+yp)ln ) k. [c.389]

Добрушин [2] показал, что трансляционно-инвариантные гиббсовские состояния являются равновесными состояниями. Обратное установили Лэнфорд и Рюэль [1]. Эквивалентность этих двух понятий, занимающая центральное место в статистической механике, является основным результатом настоящей главы. В качестве приложения мы доказали, следуя Гриффитсу и Рюэлю [1], теорему о строгой выпуклости давления . Оставшаяся часть главы посвящена общим результатам, касающимся морфизмов, совместимых с действием группы. [c.93]

ПОЛЯ мы, вероятно, обязаны сделанной в 1951 г. работе химиков Илзе и Хартмана [28], которые применили ее для объяснения слабой полосы поглощения в видимой части спектра иона гекса-аквотитана (III). Вслед за ними Оргел [29], вероятно в большей мере, чем любой другой химик, развил эту теорию и указал на важное значение ее для изучения комплексов переходных металлов. В последнее десятилетие большой вклад в эту теорию и ее применение в химии комплексных соединений сделали Йоргенсен, Бальхаузен, Гриффитс, Ньюхольм, Оуен, Коттон и многие другие. Эти же химики в основном последовательно развили и применили теорию поля лигандов, изложенную ниже. [c.410]

Чтобы получить собственное значение волновой функции для -электронов путем решения волнового уравнения, необходимо использовать математический аппарат квантовой механики. Но это выходит за рамки книги. Интересующемуся читателю следует обратиться к книгам Бальхаузена [30] и Фиджиса [31 ], в которых можно найти математические детали теорий кристаллического поля и поля лигандов, а также к книге Гриффитса [32], в которой наиболее исчерпывающе изложен этот вопрос. [c.411]

Феноменологическое описание прочности по Гриффитсу основано на применении закона сохранения энергии. Не оСтанавливаяс . на этом подробно, заметим лишь, что теория Гриффитса позволяет рассчитывать так называемое критическое напряжение (т. е. среднее напряжение в образце, соответствующее моменту, когда перенапряжение в вершине микротрещипы становится равным а.,, и тело разрушается). Так, для полоски материала с трещиной длиной 1д, идущей от края полоски, критическое напряжение рассчитывается ио формуле [c.156]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология