Гриффита разрыва

Согласно теоретическим представлениям Гриффита разрыв является следствием распространения трещины, которая зарождается на существовавшем до этого дефекте. Условие разрастания трещины па длину de можно записать как [c.317]

Физическая картина разрыва хрупкого однородного материала, нарисованная Гриффитом, основывалась на предположении о критическом разрывном напряжении, однако роль времени совершенно не учитывалась. Согласно Гриффиту разрыв может наступить лишь тогда, когда перенапряжение у вершины хотя бы одной из трещин достигнет теоретического значения, определяемого межатомными силами сцепления, причем до этого момента трещина не растет. После того как такое напряжение достигнуто, трещина начинает расти со скоростью, близкой к скорости распространения упругих волн. [c.232]

Для объяснения различий расчетных и опытных значений разрывных напряжений Гриффит предположил, что в испытываемых кристаллах всегда имеются трещины, и вычислил, при каком значении напряжения, перпендикулярного трещине, будет нарушено равновесие и начнется ее разрастание. Физическая картина разрыва хрупкого однородного материала, нарисованная Гриффитом, основывалась на предположении о критическом разрывном напряжении. Временные эффекты не учитывались. Согласно Гриффиту разрыв может наступить лишь тогда, когда перенапряжение у вершины хотя бы одной из трещин достигнет теоретического значения, определяемого межатомными силами сцепления. Пока напряжение в вершине трещины не достигло предельного значения, трещина не растет. После того как предельное напряжение у вершины трещины достигнуто, последняя начнет расти со скоростью, близкой к скорости распространения упругих волн, рассекая тело на части. Аналогичные расчеты были сделаны А. Смекалок . Предложенный Гриффитом расчет не является достаточно строгим. [c.32]

Гриффита и Ребиндера. На границе перехода от сплошности к свободной поверхности (штриховая линия) происходит разрыв между атомами (у полимеров рвутся связи С—С или же другие химические связи цепей). В момент, зафиксированный на рис. 11.6, атомы 1—6 находятся еще в объеме тела, а 7—11 и далее — на свободных поверхностях следовательно, последующий акт разрыва связи сводится в основном к переходу 6—7. [c.295]

Гипотеза Гриффита нашла дальнейшее развитие и блестящее экспериментальное подтверждение в работах академика А. Ф. Иоффе с сотр. В одном из проведенных ими экспериментов кристалл каменной соли во время испытания на разрыв непрерывно омывался горячей водой при этом вследствие быстрого растворения наружного слоя происходило выравнивание поверхности кристалла и освобождение ее от трещин, а это, в свою очередь, дало возможность довести прочность материала почти до теоретической величины. Образец сечением в 60 мм растворялся до достижения сечення в 5 мм . Несмотря на это, разрыв произошел не по тонкой части, находящейся в воде, а по участку, не погруженному в жидкость, где сечение в 12 раз больше. [c.417]

Уменьшение энергии, запасаемой при деформации, в расчете на единицу длины растущей трещины, как можно показать, равно для плосконапряженного состояния. Эту величину обозначают как С и называют скоростью высвобождения энергии при деформировании, причем предполагается, что разрыв происходит тогда, когда С достигает критического значения равного согласно уравнению Гриффита 2у. Для бесконечного листа с цен- [c.318]

Учение о прочности развивалось первоначально на основе представлений теории упругости и пластичности, в рамках механики сплошных сред. Не претендуя на детальное микроскопическое описание разрыва тел, теория прочности исходила из энергетического критерия разрушения и из расчетов на основе теории упругости локальных перенапряжений вблизи полостей и трещин. Согласно Гриффиту [1], разрыв идеально упругих тел считался возможным, если количество упругой энергии, освобождающейся при росте трещин разрушения, было достаточным, чтобы скомпенсировать затраты энергии на образование новой поверхности разрыва. В теории Гриффита и его последователей энергетический критерий служил средством определения состояния неустойчивости напряженных тел с трещинами. Такой же чисто механический подход к проблеме разрушения (который условно можно назвать также и статическим подходом) сохранился и впоследствии, когда твердые тела стали рассматриваться как конструкции из атомов, связанных силами сцепления. [c.7]

А. П. Александровым и С. Н. Жур-ковым 19]. Сущность этой теории состоит в том, что разрыв происходит не одновременно по всей поверхности разрушения, а постепенно. Начинается разрыв с самого опасного очага разрушения, на котором перенапряжение достигает значения, сравнимого с величиной теоретической прочности. Затем идет разрушение в новых дефектных местах. Таким образом, в отличие от критического характера разрушения по Гриффиту, происходящего со скоростью звука, А. П. Александров и С. Н. Журков впервые рассматривают хрупкое разрушение как процесс и исследуют его развитие во времени. [c.233]

Гипотеза Гриффита нашла дальнейшее развитие и блестящее экспериментальное подтверждение в работах академика А. Ф. Иоффе с сотр. В одном из проведенных ими экспериментов кристалл каменной соли во время испытания на разрыв непрерывно омывался горячей водой при этом вследствие быстрого растворения наружного слоя происходило выравнивание поверхности кристалла и освобождение ее от трещин, а это, в свою очередь, дало возможность довести прочность материала почти до теоретической величины. Образец сечением в 60 мм растворялся до достижения сече- [c.316]

Неприменимость формулы Гриффита для резин доказывается другими опытами тех же авторов. А. Бикки и Берри исследовали зависимость прочности силиконовых резин на разрыв от начальной глубины надреза Со и модуля Юнга Е (модуль изменяли, варьируя состав и количество активного наполнителя). По Гриффиту, прочность пропорциональна I/ I/ q и YE- А. Бикки ь зерри получили, что и —ВЕ, где А, В—константы. [c.242]

Уже во время появления работ Гриффита [67, 68] высказывали мнение о необходимости учитывать влияние теплового движения на разрыв связей, противодействующих разделению тела на части под влиянием разрушающего напряжения. Хотя эта мысль была высказана в общей форме в работах [67, 68], Смекал, по-види-мому, впервые попытался учесть влияние теплового движения на процесс механического разрушения тел. [c.270]

Можно наметить одно возможное объяснение этого различия, следующее из теории Гриффита наличие дефектов, ответственных за разрыв. Было также высказано предположение о вероятной аналогии различий между измеренным и рассчитанным значениями прочности и между рассчитанной и измеренной жесткостью материала (см. раздел 10.8). Общее объяснение обоих эффектов может состоять в том, что только малая доля молекулярных цепей несет приложенную нагрузку. В кристаллическом полимере это могут быть меж-ламелярные связи (молекулы, которые не входят в один кристаллит, а переходят из одной кристаллической ламели в другую, как предполагается в модифицированной моделибахромчатоймицеллы). Петерлин [231 на этой основе попытался количественно рассмотреть известные экспериментальные данные значений модулей упругости полиэтилена. [c.324]

Таким образом, при бесфлуктуационном механизме хрупкого разрушения критерий Гриффита Оа не может служить критерием разрушения. Критерием разруп1ения является условие Ок — Uoly, где Uq-—энергия активации и у — структурный коэффициент в уравнении долговечности Журкова, причем сгк> > (Тй. При a = OG для разрыва связей, обеспечивающего бесконечно медленный рост трещины, необходима кинетическая энергия, поставляемая тепловыми флуктуациями, которая после разрыва связей рассеивается в виде тепла Qa (поверхностные потери). Рассчитаем эту величину для органического стекла ПММА (полиметилметакрилата). При а = 0 энергия разрыва связей, рассчитанная на единицу площади поверхности, равна а = 0,6 NUq. Число химических связей N, разрыв которых приводит к возникновению двух единичных площадок трещины, равно A/ = l/so, где So — поперечное сечение, приходящееся на одну рвущуюся цепь 5o = Я , а К = ЗХо (рвется в среднем каждая третья полимерная цепь). Для ПММА Ло = 0,4 нм, поэтому N = 2 10 см 2, и при Уо = 138 кДж/моль = = 2,3-10 2 Дж/см2. Согласно [4.79, 4.80], а = 0,4-10 Дж/см и, следовательно, Qa= 1,9-10 = Дж/см Характеристическая энергия разрушения, определенная из опыта для ПММА, равна 4,3-10 2 Дж/ м , что существенно превышает рассчитанное значение а. [c.95]

Молекулярная модель микротрещины (рис. 6.1) является обобщением известных моделей трещин Гриффита и Ребиндера. На границе перехода от области сплошности к свободной поверхности (штриховая линия) происходит разрыв связей между атомами (у полимеров рвутся связи С—С или другие химические связи). В момент, зафиксированный на рис. 6.1, атомы 1—5 находятся еще в объеме тела, а 6—10 и далее — на свободных поверхностях следовательно, следующий акт разрыва связи сведется в основнам к переходу 5—6. [c.149]

Аналогичную диаграмму а — k можно построить и для квазихрупкого состояния ПММА. В этом случае Оо и Ок возрастают в три раза, а сто остается неизменным, если не считать, что модуль упругости Е будет несколько меньше, чем в хрупком состоянии (а остается практически той же). Тогда разрыв между 00 и Ос будет еще больше. Объясняется это тем, что в квазихрупком состоянии формула Гриффита неточна из-за потерь первого вида (деформационные потери, см. разд. 4.12) при росте трещины. Как указывалось в гл. 4, чтобы объяснить расхождение теории Гриффита с экспериментом, Орован, Ирвин и [c.181]

Количественная теория прочности пластмасс в настоящее время еще обсуждается [1, 2]. Критерий разрушения Гриффита подвергается некоторой критике в частности на том основании, что поверхностную энергию твердых тел, в особенности полимеров, практически невозможно измерить однозначно. Кроме того, термин поверхностная энергия для полимеров имеет иной смысл, чем для низкомолекулярных материалов, в которых разрушение связано лишь с отделением молекул друг от друга и с преодолением сил межмолекулярного взаимодействия. Предпринимались такн№ попытки связать прочность с таким термодинамическим параметром, как плотность когезионной энергии [3]. В термопластах разрушение охватывает как отделение молекул друг от друга, так и разрыв внутримолекулярных (хи.мичес-ких) связей. В сильно зашитых системах (реактопласты) разрушение происходит только через разрыв химических связей. [c.60]

Атермический и термофлюктуационный механизмы разрушения связаны с различной кинетикой роста микротрещин в хрупком материале, находящемся под растягивающим напряжением. Сначала рассмотрим молекулярную модель трещины, которая является обобщением известных моделей трещины Гриффита и Ребиндера (рис. 1.32) [232—235]. На границе перехода от сплошности к свободной поверхности (штриховая линия) происходит разрыв связей между атомами (у полимеров рвутся связи С—С или же другие химические связи цепей главной валентности). На рис. 1.32 атомы 1—6 находятся еще внутри тела, а 7—11 и далее —на свободной поверхности следовательно, акт разрыва сводится в основном к переходу 6—7. [c.90]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология