Сдвиг Серебра трещины

Скибо, Херцберг и Мансон [191] изучали характеристики роста усталостной трещины в полистироле в интервале значений коэффициента интенсивности напряжений и частоты. Образцы с нанесенным односторонним надрезом и испытываемые на растяжение компактные образцы, изготовленные из листов промышленного полистирола (с молекулярной массой 2,7-10 ), были подвергнуты циклическому нагружению с постоянной амплитудой на частотах 0,1, 1, 10 и 100 Гц, что соответствовало скоростям роста усталостной трещины от 4 10 до 4Х X10 см/цикл. При заданном значении интенсивности напряжений скорость роста усталостной трещины уменьшается с увеличением частоты, причем само уменьшение скорости роста наиболее сильно выражено при больших значениях интенсивности напряжения. Чувствительность данного полимера к частоте во всем исследованном интервале значений была объяснена влиянием переменной компоненты ползучести. В макроскопическом масштабе поверхность разрушения была двух различных типов. Прп низких значениях интенсивности напряжений наблюдалась зеркальная поверхность с высокой отражательной способностью, которая с увеличением интенсивности напряжения превращалась в шероховатую матовую поверхность. Повышая частоту, сдвигали переход между этими типами поверхности разрушения в сторону более высоких значений интенсивности напряжений. Микроскопическое исследование зеркальной поверхности выявило распространение обычной трещины вдоль одной трещины серебра, в то время как исследование шероховатой поверхности выявляло рост обычной трещины через большое число трещин серебра, причем все они в среднем были перпендикулярны оси приложенного напряжения. Электронное фракто-графическое исследование зеркальной области выявило много параллельных полос, перпендикулярных направлению роста обычной трещины, каждая из которых формировалась в процессе ее прерывистого роста в ряде усталостных циклов. Размер таких полос соответствовал размеру пластической зоны у вершины трещины, рассчитанной по модели Дагдейла. При высоких значениях интенсивности напряжений была получена новая система параллельных следов в матовой области, которая соответствовала приращению длины трещины за один цикл нагружения [191]. [c.412]

Уже отмечалось, что ослабление полимерных материалов феноменологически может иметь различный вид — хрупкое разрушение при распространении трещин в образце, пластическое при пластическом деформировании, следующем за пределом вынужденной эластичности при сдвиге, или квазихрупкое разрушение, следующее за нормальным напряжением вынужденной эластичности (образование трещины серебра). Следует ожидать, что различные проявления ослабления материала вызваны различными значениями и видами напряжения. Это означает, что для различных явлений разрушения существуют свои поверхности ослабления, которые могут перекрывать и пронизывать друг друга. Подобные факты широко исследуются и обсуждаются в известной монографии Уорда [20] и в работах [21—34]. [c.67]

В процессе образования шейки и однородной вытяжки происходит интенсивное побеление многих (прозрачных) полимеров. Природа данного явления связана с пустотами, которые образуются либо в связанном виде внутри трещин серебра (разд. 9.2, гл. 9) или полос сдвига, либо в несвязанном виде распределены в деформируемых элементах объема. Несвязанные пустоты имеются в частично-кристаллических (ПЭ, ПП) и в аморфных полимерах (ПВХ), а также в эластомерах при криогенных температурах (полибутадиеновый каучук и [c.309]

Детальное рассмотрение предыдущих результатов, по-видимому, также дает представление о данных других авторов. Боуда и др. [138] получили для ПА-6 и ПММА уменьшение плотности в зависимости от числа циклов, которое они приписывали образованию микропустот. Уменьшение теплоемкости ПММА в интервале температур 350—400 К, уменьшение tgб при температуре 93 К (1 Гц) и увеличение модуля сдвига С в интервале температур 100—250 К (когда не возникали трещины серебра), по-видимому, указывает на локальную объемную концентрацию неоднородностей в процессе усталости. [c.301]

Трещины серебра начинают расти на поверхности материала или на границе концентрации напряжений, где при локализованном пластическом течении вследствие сильно неоднородного в молекулярном масштабе пластического сдвига образуются мпкрополости Скорость образования полости зависит главным образом от свободной энергии активации АО (уравнение (8.30)) и от локальной концентрации девиаторной составляющей напряжения, в то время как последующее пластическое распространение трещины серебра через ее зародыши происходит под действием общего отрицательного давления [c.372]

Трещины серебра начинают расти на пересечении линий, вдоль которых формируются полосы сдвига. Поскольку трещины серебра могут возникать до или после формирования полосы сдвига, предполагается, что начало роста таких трещин вызвано большими гидростатическими напряжениями, а не деформациями. Критические гидростатические напряжения составляют 87 МПа для медленного охлаждения ПК 89 МПа для закаленного ПК [c.368]

Исследования влияния ориентации цепи на начало роста трещины серебра показывают, что поперечная ориентация цепей по отношению к направлению действия главного напряжения ускоряет начало роста такой трещины [89, 153]. Поскольку меньшее число цепных сегментов ориентировано в направлении главного напряжения, критические локальные деформации достигаются при меньших напряжениях (гл. 3, разд. 3.4.5). В то же время напряжение начала роста трещины серебра возрастает с увеличением степени соосности цепей в направлении действия напряжения (увеличение степени ориентации, малый угол 9 между направлениями вытяжки и главным напряжением). При достаточной соосности цепей напряжения начала роста трещины серебра будут выше напряжения вынужденной эластичности прп сдвиге, так что трещины серебра не образуются. В образцах ПС при 20°С вынужденная эластичность при растяжении происходит при значении удлинения 1 = 2,6 или более, а также если 0(>i) меньше 20—30° [153]. Особого упоминания заслуживает результат Холла и Хорса [153], заключающийся в том, что ориентация молекул оказывает лишь слабое влияние на ориентацию плоскости с трещиной серебра. [c.374]