Кинетическая концепция прочности

Убедительное физическое объяснение кинетическая концепция прочности получила в теории Бартенева, названной им флуктуационной [14]. По Бартеневу, хрупкая прочность твердого тела определяется кинетикой роста естественных и возникающих дефектов. При разрыве химической связи в вершине трещины, вызываемом тепловыми флуктуациями атомов, преодолевается потен- [c.130]

Инициатором и руководителем этих работ, основоположником кинетической концепции прочности твердых тел является академик Серафим Николаевич Журков. [c.6]

Излагая выше фактический материал о зависимости долговечности X от напряжения а и температуры Т, мы опускали пока рассуждения, приводившиеся в соответствующих экспериментальных работах, обосновывающие справедливость представлений кинетической концепции прочности. Цель настоящей главы — подытожить те выводы, к которым пришли исследователи пока только на основании феноменологического изучения функциональной связи т, ст и 7 , и сформулировать основные положения кинетической концепции прочности, к которым привели исследования долговечности твердых тел под нагрузкой. Именно результаты обсуждения физического смысла эмпирической формулы для долговечности послужили основой при постановке дальнейших экспериментов с использованием прямых методов для проверки и развития представлений о термофлуктуационной природе разрушения (см. гл. IV, V). Этот анализ явился основой и для проведения теоретических исследований по созданию кинетической теории разрушения твердых тел (см. гл. VII). [c.108]

КИНЕТИЧЕСКАЯ КОНЦЕПЦИЯ ПРОЧНОСТИ [c.125]

Далее (в гл. 5 и 6) будут рассмотрены экспериментальный (кинетическая концепция прочности) и теоретический аспект физики прочности полимеров (термофлуктуационная теория прочности реальных полимеров, построенная с учетом понятий и с использованием методов механики разрушения). [c.104]

Его физически невозможно исключить, поскольку температура характеризует основное свойство материальных систем, связанное с их тепловым движением. Поэтому, анализируя разрушение полимеров главным образом под влиянием температуры и нагрузки, необходимо рассмотреть и предельный случай, когда внешняя механическая нагрузка отсутствует и наблюдается разновидность статической усталости— старение [13]. Напомним, что кинетическая концепция прочности твердых тел постулирует адекватность термического и механического факторов хрупкого разрыва. Это обстоятельство учитывается феноменологической моделью [35], описывающей также процесс старения. [c.157]

Предварительно старение рассматривалось в изотермических условиях. Теперь оценим влияние, оказываемое на его кинетику температурой. В соответствии с кинетической концепцией прочности старение уместно интерпретировать как термодеструкцию, т. е. химическую [c.205]

Роль химических и межмолекулярных связей в процессе разрушения полимеров — одна из важнейших проблем кинетической концепции прочности полимеров. За последние годы этому вопросу посвящены работы [1—7 и др.]. Однако до настоящего времени эта проблема окончательно еще не решена. Объясняется это, по-видимому, сложностью вопроса [c.72]

Кратковременная прочность материалов значительно выше прочности, наблюдаемой при длительном действии нагрузки. Существуют различные теории, объясняющие это явление, причем наиболее разработанной является кинетическая концепция прочности твердых тел [1, 3, 18]. Кроме того, существует мнение, что в [c.63]

Авторы ряда работ [1, 28, 29, 32, 35], оставаясь на позициях кинетической концепции прочности, указывают на ограниченность применения зависимостей (2.2) и (2.4) и невозможность их однозначного толкования [34]. Существует также мнение, отвергающее [c.64]

На основе анализа результатов опытов, выполненных на различных материалах (металлах, полимерах, ионных и полупроводниковых кристаллах, композиционных материалах), формулируются основные положения кинетической концепции прочности и делаются предположения о природе и элементарных актах процесса разрушения и особенностях его развития в разных телах. [c.16]

В соответствии с кинетической концепцией прочности [37] результаты испытаний в координатах а—lgт обычно выражаются прямой линией. Отдельные точки для построения кривой длительной прочности могут быть получены также, исходя из принципа суммирования повреждений, известного как критерий Бейли [см. уравнение (2.1)]. В этом случае можно изменять во времени лишь один из факторов (напряжение или температуру) [40]. Подставив выражение для длительной прочности (2.4) в уравнение (2.1), получим [c.124]

Такое противоречивое положение в учении о прочности указывало на ограниченность статического подхода и послужило толчком к разработке кинетической концепции прочности. [c.12]

Однако ни этим высказываниям, ни разрозненным наблюдениям температурно-временной зависимости прочности не придавалось должного значения до появления систематических исследований С. Н. Журкова и его сотрудников, начатых в 1952 г. Именно Журковым в первой же публикации на эту тему [68] наиболее четко отмечена противоречивость между статическим подходом к проблеме прочности и фактом температурно-временной зависимости прочности и указана необходимость перехода от общепринятой статической концепции прочности к новой, кинетической. Начиная с 1952 г. в лаборатории физики прочности ФТИ им. А. Ф. Иоффе АН СССР были организованы систематические исследования температурно-временной зависимости прочности твердых тел и этим заложено начало серьезного развития кинетической концепции прочности. [c.13]

В ЭТОЙ же части приводится краткий обзор теоретических работ, посвященных развитию кинетической концепции прочности, и формулируются некоторые проблемы, решение которых должно способствовать дальнейшему развитию кинетической концепции прочности, в том числе проблема о взаимосвязи между процессами деформирования и разрушения, которая вызывает в настоящее время наибольшие дискуссии. [c.17]

В целом монография отражает современное состояние кинетической концепции прочности и основные проблемы, которые требуется решать в ближайшем будущем для дальнейшего развития физических представлений о природе процесса разрушения. [c.17]

В связи с этим серьезный интерес для развития и подтверждения основных положений кинетической концепции прочности приобрели исследования температурно-временной зависимости прочности совершенных по структуре материалов — монокристаллов, для которых явление временной зависимости прочности трудно связывать с гетерогенностью строения тела. [c.85]

Поэтому результаты систематического изучения температурно-временной зависимости прочности монокристаллов имеют для развития кинетической концепции прочности особое значение. [c.86]

Все эти свойства коэффициентов то, 7о и у. а также общий вид уравнения для долговечности дают основание для формулирования основных положений кинетической концепции прочности, излагаемых в следующей главе. [c.99]

Изложенные в предыдущей главе экспериментальные данные о температурно-временной зависимости прочности твердых тел дают достаточное основание для развития представлений о термофлуктуационной природе разрущения и для формулирования основных положений кинетической концепции прочности. Эти представления и положения высказывались, обсуждались и совершенствовались, начиная со сравнительно давних публикаций, а также формулировались с различной степенью детальности в большинстве экспериментальных работ последних лет, цитированных в гл. П. [c.108]

Усложнения процесса разрушения, ведущие к отклонениям от линейной зависимости IgT(a), к изломам и изгибам этой зависимости, аномалиям в области низких температур и др., были замечены фактически с начала систематических исследований долговечности твердых тел под нагрузкой. Обсуждение этих усложненных случаев разрущения приводится в части третьей (гл. VI). Здесь можно лишь указать, что анализ усложненных случаев разрушения не приводит к отрицанию основных положений кинетической концепции прочности, изложенных в настоящей главе. [c.138]

Введение. Как можно видеть после ознакомления с первой и второй частями монографии, они вместе представляют материал, который является экспериментальной физической основой кинетической концепции прочности твердых тел. Действительно, обе эти части практически полностью состоят из описания результатов экспериментальных исследований кинетики разрушения. Теоретический анализ экспериментальных результатов проводился лишь в самой краткой и общей форме. Эксперименты же ставились так, чтобы служить целям выяснения основных физических закономерностей, т. е. в простейших, идеализированных условиях (данное обстоятельство уже не раз отмечалось). [c.366]

Хотелось бы считать, что поставленные в первых двух частях монографии цели подобным изложением и подбором материала достигнуты. Но вслед за этим, естественно, возникают задачи, которые можно назвать наведением мостов между экспериментальной физической основой кинетической концепции прочности и рядом областей и направлений в более широкой разработке физико-механической проблемы. [c.366]

Понимание физической природы явлений, вызывающих усложнение разрушения и отклонения от уравнения (4), важно для развития кинетических представлений о процессе разрушения. С этой точки зрения при рассмотрении случаев усложнений разрушения и невыполнения простой кинетической закономерности для долговечности (4) наиболее важно выяснить, связаны лн наблюдаемые отклонения с переходом к существенно иному, чем термофлуктуационный, механизму разрушения и, возможно даже, к отрицанию основ кинетической концепции прочности, или же во всех этих случаях имеет место лишь некоторое изменение условий проявления все того же термофлуктуационного механизма разрушения, и все наблюдаемые отклонения от закономерности (4) могут быть объяснены на основе кинетических представлений. Следует иметь в виду при этом, что в результате такого анализа должен быть сделан в конце Концов и важный для практики вывод, а именно вывод о том, может ли кинетическая концепция прочности служить научной основой для прогнозирования долговечности полимеров и других твердых тел под нагрузкой в реальных условиях их эксплуатации [668—677]. Возникает и практическая задача отыскания правильного аналитического описания долговечности под нагрузкой для усложненных случаев. [c.369]

Можно лишь подчеркнуть, что независимо от того, вызываются ли аномалии, приводящие к изломам зависимостей изменениями у или Uo (их непостоянством), в основе разрушения в обоих случаях остаются термофлуктуационные процессы преодоления некоторого потенциального барьера, активируемые приложенным напряжением. Это означает, что наличие данного типа аномалий температурно-временной зависимости прочности не дает оснований сомневаться в справедливости основных положений кинетической концепции прочности, изложенных в первой части. [c.378]

При рассмотрении случаев сложного, режима нагружения (переменные нагрузки, в том числе при циклическом нагружении), когда растягивающее напряжение в испытуемом образце не остается в течение всего опыта постоянным, а меняется сложным образом со временем (о = сг(/)), прежде всего возникает вопрос может ли изменение режима нагружения в корне изменить природу разрущения, так что для понимания закономерностей разрушения при сложных режимах нагружения, в частности при циклическом нагружении, представления кинетической концепции прочности о термофлуктуационном механизме разрушения уже будут неприменимы Вопрос этот можно поставить и иначе можно ли с позиций кинетической концепции прочности объяснить любые случаи разрушения, наблюдаемые при сложных режимах нагружения, или эти усложнения разрушения в какой-то мере противоречат представлениям о разрушении как кинетическом термофлуктуационном процессе [c.390]

Исследований, направленных на решение поставленных вопросов, к настоящему времени имеется уже немало. Большинство из них относится к изучению явления циклической усталости (циклическое нагружение) и попыткам интерпретации этого явления с позиций кинетической концепции прочности [35, 98, 669, 698—753]. Однако целесообразно начать рассмотрение случаев усложненных режимов нагружения с более легко анализируемых, а именно с опытов по определению долговечности при однократном нагружении, но не постоянным, а переменным во времени напряжением. [c.391]

Долговечность при циклическом (многократном) растяжении. Явление циклической усталости и его интерпретация с позиций кинетической концепции прочности. При переходе от рассмотренного выше режима однократного нагружения к случаю многократных периодических нагружений и разгрузок не видно причин, которые бы могли внести существенные изменения в механизм разрущения. Поэтому и случаи циклического нагружения, естественно, рассматривать подобно тому, как это сделано выше для случаев однократного нагружения, т. е. пользуясь принципом суммирования нарушений (10) и лишь подставляя в формулу [c.395]

В соответствии с такими взглядами изучение явления циклической усталости с позиций кинетической концепции прочности как для окончательного понимания природы явления усталости, так и для целей обоснованного прогнозирования циклической долговечности, должно сводиться в первую очередь к исследованию закономерностей разогрева материалов при циклическом нагружении, а также к определению особенностей структурных изменений и релаксационных процессов, развивающихся при усталостном разрушении, т. е. особенностей локализации разрушения при циклическом нагружении по сравнению со статическим. Здесь нет возможности подробно излагать результаты подобных исследований. Рассмотрим кратко лишь основные итоги этих работ. [c.403]

Прежде всего можно сделать вывод, что разрушение при любых сложных режимах нагружения, в том числе и при циклическом, следует рассматривать (подобно разрушению при статическом нагружении), несомненно, тоже как термофлуктуационный процесс, в основе которого лежит накопление разрывов межатомных связей. Данные о кинетике разрушения твердых тел при сложных режимах нагружения не только не противоречат представлениям кинетической концепции прочности, но, наоборот, могут служить дополнительным подтверждением их справедливости. Более того можно сделать вывод и о том, что кинетическая концепция прочности может служить научной основой лля решения важной практической проблемы прогнозирования [c.407]

Для оценки влияния внешней среды и различного рода облучений на развитие процесса разрушения тел, находящихся под действием механических напряжений (т. е. для изучения явления старения тел под нагрузкой), с точки зрения кинетической концепции прочности необходимо определить, как изменяют эти внешние факторы кинетику разрушения как меняется под действием внешней среды и облучений скорость накопления нарушений (например, скорость роста трещин) и интегральная характеристика кинетики разрушения — долговечность. [c.408]

Общность закономерностей (51) и (52) для радиационной долговечности позволяет использовать их в практических целях для оценки светостойкости полимеров под нагрузкой и прогнозирования долговечности полимерных материалов под нагрузкой в условиях УФ-облучения. С другой стороны, закономерность (51) отражает и природу фотомеханической деструкции полимеров. Поэтому выяснение физического смысла (51) и свойств коэффициентов Aj и а важно и для развития кинетической концепции прочности и ее распространения на подобные усложненные случаи разрушения, и для развития представлений о природе фотомеханической деструкции. [c.412]

Наблюдаемые зависимости 1дт (а) и lg (сг) хорощо объясняются с позиций кинетической концепции прочности в предположении о простом наложении (суммировании) скоростей термофлуктуационного V и радиационного Vj разрушения [c.413]

Заканчивая рассмотрение результатов исследования кинетики разрущения полимеров в условиях УФ-облучения, можно сделать вывод, что весь комплекс экспериментальных данных о влиянии УФ-радиации на скорость накопления нарушений (на долговечность и скорость роста трещин) хорошо объясняется с позиций кинетической концепции прочности в предположении о суммировании скоростей радиационного и термофлуктуационного разрушения. Более того, ун<е на основании феноменологических исследований зависимости радиационной долговечности от условий испытания (напряжения, температуры, интенсивности облучения) удалось сделать ряд предположений о природе процесса фотомеханической деструкции и выявить активирующее влияние напряжения на квантовый выход фотодиссоциации. Однако, конечно, кинетическая концепция прочности не может претендовать на предсказание вида формул для Vj и xj. Для выявления природы фотомеханической деструкции и вывода обоснованных выражений зависимости Tj( r, Т, /) необходимо помимо феноменологических исследований применять и прямые методы исследования, позволяющие судить об элементарных актах, лежащих в основе явления. Показательным в этом отношении является рассмотренный пример применения метода ЭПР для исследования элементарных актов процесса фотомеханической деструкции. Польза подобных исследований, наряду с изучением феноменологических закономерностей, очевидна. Для более глубокого изучения деталей процесса фотомеханической деструкции необходимо, видимо, использовать в дальнейшем и спектроскопические методы исследования, так как предложенная выше трактовка явления не общепринята (см., например, [784 808]). [c.422]

Не останавливаясь на описании опытов, иллюстрирующих эффект адсорбционного понижения прочности, и на анализе предложенной трактовки этого эффекта (которая может быть и не окончательной), отметим лишь, что указанные явления с успехом могут быть объяснены с позиций кинетической концепции прочности и во всяком случае ни в коей мере ей не противоречат. Расклинивающее действие жидких сред, проникающих в устье трещин, легко описать соответствующим изменением коэффициента V в (4). Наиболее же интересным в данном случае является вопрос о том, следует ли считать, что наличие поверхностно-активной среды должно изменять и /о, а не только влиять на коэффициент у. По этому вопросу высказываются различные точки зрения [802—819]. [c.425]

В целом материал, приведенный в настоящем параграфе, показывает, что усложнения разрушения, вносимые действием на напряженные тела облучений или агрессивных сред, нисколько не противоречат положениям кинетической концепции прочности. [c.431]

Возникает вопрос, справедливы ли основные положения кинетической концепции прочности и для случаев, когда разрушение тел развивается при иных типах напряженного состояния. Останется ли справедливой при других видах напряженного состояния формула для долговечности вида (4), и если да, то какие компоненты тензора напряжений (поскольку для описания сложного напряженного состояния используются тензоры) должны в этих случаях подставляться в (4) Наконец, изменятся ли параметры То, Uo п у в (4) при изменении напряженного состояния [c.432]

Таким образом, опыты по изучению кинетики разрушения в условиях гидростатического давления не только не противоречат основам кинетической концепции разрушения, но могут служить дополнительным подтверждением их справедливости. Более того, опыты по изучению кинетики разрушения и деформирования твердых тел в условиях высоких гидростатических давлений и анализ соответствующих данных с позиций кинетической концепции прочности, как видно из рассмотренных результатов, несомненно, обогащают представления о природе разрушения и могут дать интересную информацию об элементарных актах этого процесса. [c.441]

На основании анализа всех экспериментальных данных, обсужденных в главе, можно с определенностью ответить на основной вопрос, поставленный во вводной части, а именно утверждать, что все изученные случаи отклонений от закономерности (4) и разнообразные случаи усложнений разрушения при различных видах напряженного состояния и режимах нагружения, при испытаниях в условиях гидростатического давления, облучений или действия агрессивных сред вполне могут быть объяснены на основе представлений кинетической концепции прочности и, следовательно, никак им не противоречат. Более того, рассмотренные в главе усложненные случаи разрушения могут служить дополнительным подтверждением справедливости и плодотворности представлений о разрушении как кинетическом, термофлуктуационном процессе. [c.447]

Приведенный в монографии экспериментальный материал показывает, что кинетическая концепция прочности является достаточно общей. Практически все проявления процесса разрушения в различных по строению и свойствам твердых телах при самых разнообразных условиях испытания, режимах нагружения и видах напряженного состояния могут быть объяснены и описаны на основе кинетических представлений. [c.534]

Регель В. P., Лексовский A. М. Изучение циклической усталости полимеров на основе представлений кинетической концепции разрушения.— Механика полимеров, 1969, т. 5, с. 70—96 Регель В. Р. Кинетическая концепция прочности как научная основа для прогнозирования долговечности полимеров под нагрузкой.— Механика полимеров, 1971, т. 7, с. 98—112. [c.325]

Физически обоснованной характеристикой прочности полимеров служит долговечность, определяемая временем, проходящим с момента приложения нагрузки к образцу до его разрушения. Эта характеристика основана на кинетической концепции прочности [16—18], согласно которой процесс разрушения заключается в постепенном разрыве химических связей вследствие тепловых флуктуаций, причем диссоциация связей активируется приложенным механическим напряжением. Эта концепция развивается С. Н. Журковым с сотрудниками. Большое внимание уделяется также процессу распада межмолекулярных связей. Этот подход предложен и изучен В. Е. Гулем [19]. Существенное внимание уделяется процессу зарождения и развития микротрещин и трещин разрушения под действием нагрузки, что и определяет долговечность материала. Этот подход развивается Г. М. Бартеневым [20]. [c.82]

Первые работы в этом направлении были вызваны попыткой получить экспериментальные данные об. элементарных актах процессов термодеструкции и механического разрушения с целькЗ проверки справедливости представлений кинетической концепции прочности твердых тел [41]. Проведенные исследования показали [24], что процесс механического разрушения полимеров можно в определенном смысле рассматривать как термодеструкцию, активированную напряжением, т. е. как радикальноцепной процесс, инициируемый тепловыми флуктуациями и активируемый напряжением. [c.178]

Чтобы характеризовать прочностные свойства того или иного материала с точки зрения кинетической концепции, необходимо прежде всего иметь сведения о зависимости долговечности образцов из этого материала от условий разрушения, в первую очередь от прилол<енного напряжения а и температуры испытания Т. Комплекс экспериментальных данных о зависимости т от а и Г характеризует прочностные свойства материала и позволяет сделать заключение о природе разрушения. Исследования зависимости т от ст и Г и анализ результатов этих исследований составляют феноменологическую основу кинетической концепции прочности. [c.21]

Имея в виду ограниченную цель рассмотрения разрушения пеполимерных тел с точки зрения кинетической концепции прочности, мы лишь кратко охарактеризуем некоторые выборочные работы, которые, по нашему мнению, близки теме настоящей монографии. [c.358]

Наконец, если представления кинетической концепции прочности применимы и к случаям сложных режимов нагружения (ниже прииодятся аргументы в пользу справедливости такого мнения), то естественно возникает вопрос нельзя ли их исполь- [c.390]

Соображения об активирующем влиянии механических напряжений на разрушающее действие химически агрессивных сред были высказаны сравнительно давно и подтверждены экспериментально еще в исследованиях разрушающего действия озона на напряженные резины [820—822]. Полученные в [820— 822] результаты тогда еще не трактовались с позиций кинетической концепции прочности (т. е. в предположении о суммировании скоростей разрушения, вызываемых разными факторами). К тому же в исследовавшихся в [820—822] случаях зависимость долговечности от напряжения несколько усложнена. Это затрудняло сопоставление экспериментальных данных об активирующем влиянии напряжения на действие агрессивных сред с данными, полученными при изучении радиационной долговечности. Для такого сопоставления удобно изучать влияние химически агрессивных сред опять-таки на полимеры, причем на такие, которые хорошо подчиняются общему уравнению для долговечности (4). Такие исследования выполнены в [809, 561]. Ниже для примера излагаются экспериментальные данные работы такого направления, в которой исследовалось действие химически агрессивной среды N02 на долговечность высокоориентированных полимерных волокон из капрона и триацетатного шелка [809]. [c.426]

Долговечность твердых тел при растяжении в условиях всестороннего давления. Исследованию влияния гидростатического давления на деформационные и прочностные свойства твердых тел посвящено много работ. Однако непосредственному изучению долговечности и ползучести твердых тел под нагрузкой в условиях гидростатического давления и анализу соответствующих экспериментальных данных с позиций кинетической концепции прочности посвящено пока только несколько работ [112, 831, 832, 979]. В них исследовалось влияние давлений до 15 000 атм на долговечность и ползучесть ряда чистых поликристаллических металлов (А1, Си, Ag, Mg, Zn, d), сплавов (дюралюминий и порошковый сплав САП-2), полимеров (капроновое волокно и гидратцеллюлоза) и ионного соединения (Ag l поликристаллический). На всех этих материалах обнаружено существенное увеличение долговечности и замедление ползучести при испытаниях в условиях гидростатического давления. Методика испытаний на долговечность под давлением описана в 4 гл. I. Все испытания в [112, 831, 832, 979] проведены пока при одной (комнатной) температуре. [c.437]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология