Термофлуктуационная теория хрупкого разрушения

В этой главе рассмотрены механизмы разрушения и теория прочности твердых полимеров — некристаллических (полимерные стекла) и кристаллических (пластмассы, волокна и пленки). В хрупком и квазихрупком состояниях при разрушении ведущим процессом является термофлуктуационный разрыв химических связей, а в пластическом (вынужденном высокоэлас- [c.189]

ТЕРМОФЛУКТУАЦИОННАЯ ТЕОРИЯ ХРУПКОГО РАЗРУШЕНИЯ [c.294]

Значение ст на участке IV также определяется свойствами среды. Действительно, согласно термофлуктуационной теории хрупкого разрушения Бартенева, безопасное напряжение в вершине трещины может быть определено по формуле [c.132]

Рассмотрим подробнее один из вариантов термофлуктуационной теории прочности, предложенный Бартеневым [17]. Пусть имеется материал, который претерпевает хрупкое разрушение. К таким материалам относятся полимеры ниже температуры хрупкости Г р, а также в интервале от Гхр ДО Tg. [c.295]

В основе теории прочности полимеров, как правило, лежит термофлуктуационный механизм разрушения связей между структурными единицами в вершинах микротрещин. Это явление трактуется различным образом рядом авторов. В одних случаях рассматривается хрупкий разрыв в результате роста трещин до так называемого критического размера, в других 2. зз, эб — учитывается скольжение цепей полимера относительно друг друга. [c.391]

Область нехрупкого разрушения полимеров ф Теория перехода от хрупкого в нехрупкое состояние ф Два подхода к квазнхрупкому состоянию полимеров ф Применение термофлуктуационной теории к квазнхрупкому разрушению полимеров [c.7]

Таким образом, как термодинамический, так и кинетический подходы к процессу разрушения и термофлуктуационная теория прочности хрупких твердых тел приводят к выводу о сушествова-нии безопасного напряжения, для расчета которого при одноосном растяжении предложены уравнения (11.42) и (11.43), а для сложнонапряженного состояния — уравнение (11.44), а также к диаграмме механизмов разрушения, показанной на рис. 11.11, где приводятся границы существования безопасных напряжений, термофлуктуационного и атермического разрушения в зависимости от размеров начальных микротрещин в материале. На основании этих уравнений может быть определен критерий оценки безопасных микротрещин в хрупких твердых телах. Порог разрушения по Гриффиту аа ° соответствует безопасному напряженую оо, а не критическому (Тк, как это считалось до сих пор общепринятым. [c.314]

Теперь рассмотрим применение термофлуктуационной теории к квазнхрупкому разрушению. Как и в хрупком состоянии, кинетика роста трещин определяется здесь термофлуктуационным механизмом, но в условиях проявления релаксационных свойств. Так, при [c.318]

Таким образом, двухуровневая модель разрушения и термофлуктуационная теория привели к важному понятию о нижней 1 ранице применимости уравнения Журкова. Этот вопрос обсулс-дается также в работах Разумовской [6.31] и Тулииова [6.32]. Существование безопасного папрял<ения может быть обусловлено различными причинами. Так, в гл. 4 было показано, что безопасное напряжение появляется в результате протекания определенных процессов вязкоупругости. Следовательно, понятие безопасного напряжения различно для механизмов хрупкого и нехрупкого разрушения. Принципиально различны понятия безопасного напряжения для атермического, термофлуктуационного и вязкоупругого механизмов разрушения. Существенное влияние на Оо оказывает реальная структура (микронеоднородность) и дефектность твердого тела (микротрещины). Внешние факторы, например, поверхностно-активные среды, такн<е влияют на Оо- Отличительной особенностью безопасного напряжения (6.36), определенного из термофлуктуационной теории, является его практическая независимость от температуры при сохранении состояния полимера, когда 3 не меняется (Кт - молекулярная константа для данного тина химической связи, а свободная поверхностная энергия слабо зависит от температуры). [c.170]

С уменьшением частоты деформации релаксационный переход смещается к низким температурам. Аналогично этому при увеличении долговечности т температура Тхр смещается к низким температурам. Этим объясняется то, что на рис. 5.15 Г р ниже, чем на рис. 7.6 и рис. 7.8, где т=10 с. При прямых измерениях долговечности Каримова и Цоя для пленок ПММА толщиной 20 мкм при <т = 60 МПА также появляются скачки долговечности (рис. 7.9) при Т р = —20 °С и 7кхр = 50°С. Скачки и изломы наблюдаются и на других кривых долговечности при переходе от квазихрупкого к хрупкому разрушению [5.13, 7.23, 7.24]. В работе Зайцева и Разумовской [7.25] предложена теория изломов и скачков на кривых долговечности, построенная с учетом образования и исчезновения ослабленных связей в напряженных полимерных цепях в результате термофлуктуационного возникновения и исчезновения неоднородностей в молекулярном окружении напряженной цепи. [c.205]

В хорошем соответствии с выводами, к которым приводит аналйз температурной и скоростной зависимости разрушающего напряжения [14], Г. М. Бартенев приходит к выводу [26], что выше температуры хрупкости деформационное микрорасслоение полимера, являющееся следствием релаксационной природы деформации, еще недостаточно развито. Релаксационные процессы хотя и играют существенную роль, снижая концентрацию напряжения и уменьшая объем элементарного акта разрыва, не изменяют хрупкий характер разрушения. Из анализа этих же данных приходят к выводу, что в нехрупкой высокотемпературной области имеет место переход от группового разрыва химических связей к индивидуальному термофлуктуационному разрыву отдельных полимерных цепей. Теория Г. М. Бартенева исходит из того, что термофлуктуационный механизм, реализуемый в наиболее чистом виде в хрупком состоянии полимера [26], выше температуры хрупкости осложняется микрорасслоением материала. Последнее связано с проявлением релаксационных процессов тем отчетливее, чем выше температура. Исходя из теоретических данных Г. М. Бартенев предсказал, что температура хрупкости должна зависеть от нагрузки, а хрупкое разрушение в области достаточно малых напряжений не может быть реализовано при всех температурах. [c.252]

Понселе [6.5], а также автором монографии. Журковым с сотр. на основе фундаментальных исследований кинетики разрушения твердых тел предложена концепция о термофлуктуационной природе прочности и сформулирован кинетический подход к процессу разрушения. Степановым с сотр. эта концепция развита и уточнена для хрупкого состояния и перехода к квазихрупкому разрушению, выяснено принципиальное отличие процесса деформации от разрушения твердых тел. Теория разрушения полимерных цепей и полимеров в высокопрочном состоянии на основе этой концепции развита Губановым и Чевычеловым, Разумовской, Савиным, Мелькером, Веттегренем и другими исследователями. [c.146]