Скорость распространения разрыв

При температурах, превышающих Гот, когда предел вынужденной эластичности обращается в нуль, полимер испытывает эластический разрыв, который наиболее характерен для каучукоподобных тел (эластомеров), эксплуатируемых при температурах выше 5ст Первая, медленная стадия процесса начинается с образования центра разрыва, откуда медленно растет надрыв, подобно трещине при хрупком разрушении (рис 114)). По мере возрастания надрыва повышается напряжение и материал упрочняется вследствие усиливающейся ориентации макромолекул. По достижении некоторого критического напряжения наступает вторая, быстрая стадия, для которой характерна большая скорость распространения фронта разрыва вплоть до окончательного разрушения образца На поверхности разрыва обнаруживается шероховатая зона, связанная с медленной стадией, и зеркальная — с быстрой. [c.421]

Напряжение у вершины надрыва по мере уменьшения остающегося сечения образца возрастает, что приводит к ускорению роста надрыва. Когда напряжение в оставшемся сечении достигает некоторой критической величины, разрыв переходит в быструю стадию образуются обычные трещины (такие же, как в хрупких телах), которые растут со скоростью, близкой к скорости распространения звука в резине. Эта стадия разрушения длится лишь малые доли секунды. [c.110]

При рассмотрении механизма хрупкого разрушения Бартенев исходит из установленного факта двухстадийного разрушения. Прорастание одной или нескольких наиболее опасных микротрещин на первой стадии разрушения определяет долговечность образца из хрупкого материала. На второй стадии скорость разрушения очень велика и примерно соответствует скорости распространения упругих звуковых волн в материале. Рост каждой трещины рассматривается как последовательный разрыв химических связей в элементарном объеме в ее вершине под действием механических напряжений и тепловых флуктуаций. В вершине трещины [c.113]

В качестве модели разрушения выбрана модель Леонова — Панасюка. В этой модели растягивающие напряжения не могут превосходить некоторого значения а , которое, очевидно, следует интерпретировать как предельную прочность материала. При такой интерпретации по порядку величины должно приближаться к модулю упругости. У трещины образуется зона ослабленных связей , представляющая собой поверхность разрыва смещения, на которой нормальное напряжение равно Оп. Разрыв нормальной компоненты смещения не превосходит некоторой величины 6 . Там, где этот разрыв превосходит бк, образуется свободная трещина. В рамках этой модели разрушения рассмотрена для вязкоупругой среды плоская задача в поведении тела с изолированной внутренней трещиной длиной /о под действием растягивающего напряжения о. Задача решается в квазистатической постановке, т. е. движение предполагается настолько медленным, что инерционными членами в уравнении движения и динамическими потерями можно пренебречь. Процесс считается протекающим мгновенно , если время протекания этого процесса мало по сравнению со временем релаксации для данной вязкоупругой среды, хотя скорость роста трещины при этом может быть малой по сравнению со скоростью распространения упругих волн в этой среде. [c.98]

Выход на стадию постоянной околозвуковой скорости роста представляется естественным. На предыдущих участках трещина разгонялась ввиду повышения локального напряжения у ее вершины. При этом, поскольку рост с предельной скоростью трещины начинается тогда, когда ее длина составляет всего несколько десятых долей ширины образца, среднее напряжение на оставшейся части сечения образца остается малым по сравнению с теоретической прочностью. Следовательно, в некоторой области у вершины трещины имеется высокое напряжение, близкое к теоретической прочности, которое и обеспечивает быстрый разрыв этой зоны, а затем для дальнейшего прорастания трещины надо продвинуть зону высокого напряжения вперед Вот этот-то процесс не может идти быстрее, чем со скоростью распространения упругих волн в теле (за исключением случаев ударных волн, но это особые случаи). Скорость распростран. ния упругих волн определяется коэффициентами жесткости межатомных связей (кстати, именно эти характеристики определяют и частоты тепловых колебаний атомов). Поэтому скорость роста трещины стабилизируется на этом околозвуковом уровне. Эта скорость мало зависит от температуры (рис. 196). Она не очень [c.346]

Установлено, что величина Т зависит от температуры и от скорости (рис. 2.6). Позднее было показано что зависимость Т от скорости для ненаполненных вулканизатов бутадиен - стирольного каучука объясняется влиянием скорости на Е,, (по данным испытаний на разрыв при различных скоростях) и возможными изменениями эффективного диаметра вершины раздира. Эта зависимость подтверждает уравнение [2.4]. Таким образом, определение энергии разрушения при раздире связано с экспериментальным измерением энергии при скорости растяжения, соответствующей скорости деформации в вершине раздира. Здесь выявляется одна из при-чин плохой корреляции между сопротивлением раздиру и пределом прочности при растяжении, которые измеряют при стандартных скоростях испытания. Скорость растяжения резины в вершине раздира связана со скоростью распространения раздира следующим приближенным соот- [c.51]

Совпадение скорости распространения раздира в резине с соответствующими результатами для хрупких материалов объясняется прежде всего высокой степенью деформации в вершине раздира, вследствие которой разрыв распространяется по предельно растянутым цепным молекулам, потерявшим свою эластичность. [c.54]

Время, необходимое для распространения раздира через угловой образец с инициирующим надрезом, растяп.ваемый со скоростью 50 см/мин, для ненаполненной резины из натурального каучука составляло 1,6 мсек, а для протекторной резины — 13 мсек. С другой стороны, при исиользовании полоски без надреза, как н в испытании на разрыв, протекторная резина раздиралась несколько быстрее, чем ненаполненная. Ддя резин, содержащих усиливающие наполнители, это еще раз подтверждает влияние структурных эффектов вблизи вершины надреза, которое проявляется не только в увеличении усилил, вызывающего раздир, но и в уменьшении скорости распространения раздира. В общем, раздир при наличии надреза развивается медленнее, чем почти одновременные инициирование и раздир, происходящие при испытании на разрыв. [c.55]

Физический смысл уравнения (9) весьма очевиден. Скорость звука является максимально возможной скоростью распространения упругих волн при больших скоростях вероятен распад тела на составляющие его частицы. При большой частоте и интенсивности звука, когда вынужденные колебания совершают многие атомы, должен происходить разрыв твердого тела (или плавление). Это явление известно в технике ультразвуковой обработки материалов. [c.232]

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]

Этот эксперимент показан на рис. 16.8. Часть волны, которая первой попадает на линзу, замедляется первой это искривляет волновой фронт и заставляет волну сходиться. Поскольку мы используем круглую линзу, то сходящиеся лучи обнаружат сферическую аберрацию вместо резко выделенной фокальной точки они дадут каустику - картинку, которая наблюдается, когда свет отражается внутри чашки, наполненной молоком. Заметим, что имеется также слабая отраженная волна. Это не артефакт, порожденный моделированием в обратимой среде теория предсказывает отражения всякий раз, когда имеется резкий разрыв коэффициента преломления, т. е. скорости распространения информации. Если информация поступает в какую-то точку быстрее, чем может пройти дальше, то некоторая часть ее должна отразиться, поскольку она не может быть потеряна. [c.198]

Следует упомянуть еще об одном простом опыте , который иллюстрирует существо способа расчета поверхности разрыва с помощью упругих волн. Известно, что с помощью малого газового пламени можно осуществить медленный хрупкий разрыв стеклянной пластинки, начинающийся у ее края. Возникающая при этом поверхность разрыва всегда совершенно гладкая и не обнаруживает никаких структурных линий или другого рода отметок. Иная картина получается, если во время распространения разрыва по свободно лежащей пластинке ударять маленьким молотковым механизмом. В этом случае поверхность разрыва оказывается покрытой системой линий и скатов , которые представляют фронт разрыва в отрезках времени, соответствующих частоте ударов молоточков. Для нанесения отметок при быстро протекающем разрыве следует соответственно только повысить частоту модуляции, которая в этом случае должна лежать в области ультразвуковых частот. Необходимо также принять во внимание конечную скорость распространения упругих волн, которые чертят отметочные линии. [c.90]

В обоих режимах горения возможен разрыв поверхности пламени в вихре. В случае кинетического пламени этому благоприятствует малая скорость распространения пламени и большая напряженность вихря. В случае диффузионного пламени — большое значение е и большая напряженность вихря. [c.36]

При вырождении магнитогазодинамической ударной волны в слабый разрыв (ти 1, и- -1) скорость ее распространения, как было установлено выше, оказывается больше скорости звука [c.237]

Материал, помещенный над пакером в кольцевое пространство между обсадными и насосно-компрессорными трубами для их защиты, получил название надпакерная жидкость . К надпакерным жидкостям предъявляются те же требования, что и к заколонным жидкостям, не считая ограничений к скорости фильтрации. Надпакерная жидкость помогает поддерживать уплотнение, создаваемое пакером ее плотность должна быть достаточно высокой, чтобы предотвратить смятие или разрыв труб под действием внутреннего давления. Некогда широкое распространение получила практика — при заканчивании скважин оставлять в кольцевом пространстве между обсадными и насосно-компрессорными трубами применявшийся буровой раствор, но с ростом глубин бурения и температур при ремонте скважин начали возникать серьезные осложнения тяжелый обработанный известью буровой раствор отверждался в кольцевом пространстве, колонну насосно-компрессорных труб поднять не удавалось и приходилось производить дорогостоящий капитальный ремонт. Чтобы избежать этого осложнения, известковый буровой раствор стали заменять надпакерной жидкостью, например свежеприготовленным бетонитовым раствором с баритом (часто содержавшим кальцинированную соду для регу- [c.73]

На рис. .25 показан разрыв, снятый в поляризованном свете без алюминиевых полосок. Распространение света и тени здесь симметрично. Видно очень четко пятно перед фронтом разрыва, которое вызвано перенапряжением в вершине трещины. Хорошо видны также бегущие упругие волны в виде черных кривых. Изображения на рис. .25 позволяют количественно оценить относительную скорость процесса. Временной интервал между двумя последовательными вспышками был измерен с помощью вращающегося барабана с точностью до 10 с. Точность измерения расстояний на изображении лежит в пределах десятых миллиметра. [c.275]

И наконец, на стадиях, непосредственно предшествующих разрыву, для кристаллизующихся сшитых эластомеров, для которых большинство цепей претерпевает предельную вытяжку, скорость накопления упругой энергии становится больше скорости ее диссипации, что приводит к резкому ускорению распространения хрупкой трещины, ее сильному ветвлению, так что разрыв цепей происходит не только в плоскости трещины, но и на значительной глубине с каждой стороны на вновь образующихся поверхностях [92, 93]. Для аморфных некристаллизующихся сшитых эластомеров эта стадия наступает на значительно более ранних стадиях деформирования, когда предельной деформации достигла лишь небольшая доля цепей. [c.222]

Разрыв и сшивание изменяют форму и размер основных цепей (см. рис. IV. 9), влияя таким образом на важнейший параметр полимеров — их молекулярную массу. Максимальная скорость и глубина таких превращений всегда достигаются на поверхности и в поверхностных слоях полимеров. Это вызвано обычно большим содержанием там хромофоров (например, гидрокси-, перекисных и карбонильных групп в полиолефинах), контактом с активными реагентами окружающей среды (например, синглетным и атомарным кислородом), сравнительно медленно диффундирующими в объем, а также тем, что именно в этих областях в соответствии с законом Бугера — Ламберта — Бера поглощается наибольшая доля фотохимически активного света. Лишь постепенно инициированные светом химические превращения начинают происходить в объеме полимера. Но и превращения в небольшом слое образца оказываются достаточными для изменения его физико-механических параметров. Так, снижение механических характеристик при фотодеструкции полимерных материалов вызвано возникновением микротрещин и распространением их по всему образцу. [c.159]

Независимо от того, является ли раздир узловатым или нет, предполагается, что вблизи вершины раздира, перпендикулярно направлению его распространения развивается некоторая препятствующая раздиру анизотропная структура. Это отличает разрыв эластомеров от разрыва других материалов. Для хрупких металлов, например, вблизи вершины разрыва наблюдается зона пластической деформации и течения, а не упрочняющая структура. Кроме этой структуры, динамически развивающейся вблизи вершины, на раздир резины влияют и другие вязко-упругие процессы, аналогичные обычно протекающим при релаксации напряжения, также зависящие от скорости и температуры, [c.41]

Стационарное конечное значение скорости распространения области хрупкого разрыва было измерено также с помощью скоростной киносъемки. Полученные рнс у этим способом значения (2200 м/с та разрыва (дефекта) с увеличением для кварцевого стекла и 1700 м/с пути, пройденного оронтом разры-для оптического стекла) хорошо согласуются с результатами ультразвукового метода. Для полиметилметакрилата скорость распространения области разрыва колеблется от 500 до 700 м/с. [c.273]

При определенных условиях (низкие температуры, большие скорости разрушения) тепловые флуктуации не играют существенной роли, и разрыв хрупких тел идет по атермическому механизму. В этом случае только при напряжениях выше критического (ок) растут микротрещииы и твердое тело разрушается. Если пренебречь механическими потерями, то стартовая скорость микротрещин при переходе напряжения через значение 0к сразу стано вится большой, приблизительно равной скорости распространения поперечных упругих колебаний в твердом теле. Если же учесть рассеяние упругой энергии, зависящее от скорости роста трещины, то предельная критическая [c.95]

Рис. 7 иллюстрирует использование концепции растяжения пламени применительно к этому типу экспериментов. Вблизи плохообтекаемого тела имеется линия тока, на которой скорость газа равна скорости распространения пламени 8и, так что волна горения может здесь удерживаться. Далее волна распространяется в поле увеличиваюш,ихся скоростей по направлению к главному потоку. Расстояние от точки, где скорость потока равна 8гц ДО точки, где скорость равна скорости главного потока 17. обозначено у. При растяжении, необходимом для преодоления этого градиента скорости, фронт пламени черпает тепло из турбулентного следа, в котором поддерживается адиабатическая техлше-ратура пламени. След, таким образом, функционирует как пилотное пламя. Пока элемент волны близок к следу, его тепловой баланс поддерживается, и разрыва не происходит. Когда элемент продвигается до точки, где он больше не может черпать энергию от рециркулирующих продуктов горения предыдущего элемента волны, он оказывается предоставленным самому себе . Если растяжение превзойдет критическое, произойдет разрыв. Вблизи условий срыва для поддержания зарождающегося пламени необходима полная длина пилотного пламени. Поэтому время т равно обоим отношениям у/Зи и Ь/ 11. Расстояние у может быть опре делено но критическому значению числа Карловитца, которое, [c.596]

При более высоких темп-рах и практически всех конечных длительностях нагружения хрупкое разрушение происходит в две стадии (область II на рис. 2). На первой, медленной стадии осуществляется термофлук-туационный механизм роста микротрещины разрыв связей наступает, когда энергия тепловых флуктуаций в нек-ром микрообъеме со превышает определенное значение U, к-рое можно рассматривать как энергию активации разрушения. При нек-ром малом (безопасном) напряжении Сд вероятности разрыва и восстановления связей одинаковы, и трещина практически не растет. При сг>(То микротрещина начинает расти со стартовой скоростью vs=khs, где ts — время, характеризующее элементарный акт термофлуктуационного разрыва связи. Я, — путь, на к-рый продвигается участок микротрещины при каждом разрыве (расстояние между соседними рвущимися цепями). Напряжение в областях, непосредственно примыкающих к вершине трещины, значительно превышает среднее по образцу и составляет ро, где Р — т. наз. коэфф. перенапряжения. В момент времени, когда перенапряжение достигает критич. значения ро , наступает вторая стадия разрушения дальнейший рост трещины происходит по атер-мич. механизму с критич. скоростью v , близкой к скорости распространения поперечных упругих волн в твердом теле (порядка 1000 м сек), вплоть до полного разрушения образца. Существование двух стадий хрупкого разрушения подтверждается наличием двух зон на поверхности разрыва — зеркальной, соответствующей медленной стадии, и шероховатой. [c.114]

Если стенки трубы имеют достаточную прочность, то продукты его-рання создают вследствие ограниченного расхода газа через отверстие все большие и большие давления. В конечном счете нроисходит переход к заметно большей скорости горения, после чего происходит разрыв трубы. Регистрируя скорость распространения волны, можно установить, что на чрезвычайно малом расстоянии от этой точки перехода уже устанавливается постоянная скорость детонации. Аналогичное явление почти в микроскопическом масштабе наблюдалось также в тонких пленках нитроглицерина [54]. При поджигании открытой, не заключенной в оболочку, горючей смеси расширения газообразных иродуктов сгорания обычно бывает достаточно, чтобы предупредить возникновение детонации. Правда, при очень больших массах газа сама газовая оболочка ограничивает развитие процесса горения и способствует повышению давления и возникновению ударной волны. Рассмотренные выше условия возникновения детонации имеют большое практическое значение при разработке правил обращения с взрывоопасными системами, которые, когда речь идет о больших массах, могут содержать химические вещества, обычно не считающиеся опасными. [c.502]

Рис. 68. Кадры скоростной киносъемки в поляризованном свете разрыв пластинки полиметилметакрилата. Скорость съемки 130 ООО кадров в секунду скорость распространения фронта разрыва 605 м/сек надрезы круглые, диаметром 1 мм глубина надреза 3 мм размеры образца 200Х 100Х8 л(л<.

Когда при изменении состава смеси интенсивность излучения уменьшается настолько, что скорость предпламенной фотофрагментации молекул горючего не обеспечивает требуемой степени их дробления, происходит разрыв связей АХП и пламя угасает. Составы богатой и бедной смесей, при которых наблюдается данное явление, характеризуют концентрационные пре делы распространения пламени. [c.124]

Физико-химические воздействия жидких сред могут повлиять на начало роста, распространение или разрыв трещины серебра в термопластичном полимере. По-видимому, жидкость должна диффундировать в полимер, чтобы повлиять на начало роста трещины серебра. Нарисава [119] определил критические напряжения ст, образования таких трещин в тонких пленках ПС и ПК, находящихся в контакте с различными спиртами и углеводородами. Он наблюдал, что трещины серебра появляются без существенной задержки по времени и что о,- уменьшается с уменьшением длины цепи растворителя (от 45 до 20 МПа для ПС, от 70 до 50 МПа для ПК). На основании этих результатов он пришел к выводу, что слабое набухание микроскопического слоя поверхности материала является необходимым и достаточным условием, чтобы вызвать образование трещин серебра. Тот же автор получил критерий для ст в виде выражения (8.29) со значениями активационных объемов 1,0—1,3 нм , энергий активации 109—130 кДж/моль и констант скорости (1 —10)-10- С для ПС и (2—50) lO- с- для ПК- [c.386]

Звуковые колебания, или волновые процессы, как отмечают ряд авторов [1,2,3,4], воздействуют на химико-технологические процессы через так называемые эффекты первого (частота, интенсивность и скорость акустических колебаний) и эффекты второго порядков, т.е. нелинейные эффекты, развивающиеся в жидкости при распространении мощных акустических волн. К эффектам второго порядка относятся кавитация (разрыв оп юшно-сти жидкости), волновые течения (звуковой ветер), пульсация газовых пузырьков и др. [c.5]

ПовреЖ Де1Нность в принципе является статистическим показателем, поскольку реальные материалы имеют случайную структуру. Поэтому для параметра сплошности в изотермических условиях можно записать некоторое кинетическое уравнение. Его форма обычно определяется имеющимися экспериментальными данными по длительной прочности. Ниже мы рассмотрим наиболее распространенные уравнения, которые базируются на двух гипотезах, сфор)Мулированных Говардом при изучении долговечности ацетилцеллюлозы [230]. По пep вoй гипотезе хрупкий разрыв протекает со скоростью, зависящей только от приложенного напряжения [c.145]

Фотохимическая реакция соединения хлора с водородом или дейтерием изучалась непосредственно (Фаркас и Фаркас, 1934 г.) и в присутствии окиси углерода (Ролльфзон, 1934 г.), причем наблюдалась заметная разность скоростей. В последнем случае отношение скоростей реакций с участием водорода и дейтерия составляют 13,4 1 при 0° и 9,75 1 при 32°. Хорошо известно, что реакция соединения водорода с хлором имеет цепной механизм следовательно, на одной из стадий должен происходить разрыв связи в молекуле водорода или дейтерия. Предполагается что распространение цепи происходит благодаря следующим основным реакциям [c.145]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология