Техническая прочность

Теоретические значения прочности металла, рассчитываемые по величине энергии, затрачиваемой на образование двух новых поверхностей при преодолении межатомных связей в идеальной решетке монокристалла, во много раз выше значений технической прочности, получаемых при испытании реальных образцов того же металла. Эго расхождение объясняется наличием различного рода дефектов — несовершенств строения кристаллического тела. К таким дефектам — несовершенствам тонкой структуры — относят, прежде всего, дислокации. [c.71]

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТИ [c.281]

Прочность при одновременном разрыве всех химических связей вдоль поверхности разрыва относится к теоретической прочности 0т (при О К) или к предельной прочности Оп при температурах, отличных от абсолютного нуля. Причина низкой прочности реальных материалов (техническая прочность) заключается в наличии в них микротрещин и других слабых мест (дефектов) структуры. Под действием внешних или внутренних напряжений (I рода) возникают локальные концентрации напряжений, которые при относительно небольших нагрузках могут достигать теоретической прочности структуры. [c.281]

В табл. 11.1 приведены характерные значения кратковременной и длительной технической прочности некоторых важнейших полимерных материалов. [c.282]

Таким образом, увеличение механической прочности полимерной композиции при введении в него наполнителя обусловлено силами адгезии и упрочнением самого полимера вследствие уменьшения его толщины и ориентации макромолекул. Так как силы адгезии могут достигать величины порядка 3000 кг/см2, что превосходит техническую прочность каждого из компонентов композиции, большое значение имеют структура наполнителя (анизотропность, волокнистость, слоистое строение) и другие факторы, определяющие его механическое поведение. Поэтому у резин, содержащих легко расщепляемые на чешуйки графит или тальк, усиливающий эффект наполнителя очень мал несмотря на высокую адгезию полимера к нему. Напротив, усиливающий эффект очень велик у таких наполнителей, как ткань, хлопковые очесы, древесный шпон, бумага и другие слоистые и волокнистые материалы. [c.472]

Теоретическая и техническая прочность различных материалов [c.15]

Теоретическая прочность обычно на два-три порядка больше реально наблюдаемой (технической) прочности материала. Основные причины этого явления впервые объяснил Гриффит . [c.15]

По Гриффиту, в любом материале, особенно в его поверхностных слоях, имеются микротрещины различных размеров и ориентации. Под действием приложенного напряжения на краях микротрещин возникают перенапряжения П, которые могут во много раз превосходить среднее напряжение а в сечении образца. Если величина перенапряжения у верщины наиболее опасной трещины равна теоретической прочности происходит катастрофический (со скоростью, близкой к скорости звука) рост трещины и образец разделяется на две части. Приложенное напряжение при этом соответствует так называемой максимальной технической прочности При перенапряжениях меньще теоретической прочности, когда а меньше но представлениям Гриффита, трещина не растет. [c.16]

Предел прочности как константа материала может иметь определенный физический смысл при любой температуре в том случае, если рассматривать его как максимальную техническую прочность, равную реализуемую при больщих скоростях нагружения . При относительно низких температурах, когда временная зависимость прочности не проявляется, предел прочности, примерно равный а , является практически однозначной прочностной характеристикой твердого тела. Во всех других условиях испытаний нельзя говорить о прочности без указания времени, в течение которого образец или деталь находились в напряженном состоянии до разрушения. [c.35]

Коэффициент концентрации напряжения в вершине микротрещины равен 3 = П/з. Он зависит от формы, размеров трещины, ее ориентации по отношению к направлению растяжения. Поэтому максимальная техническая прочность не является константой материала. Она меняется от образца к образцу, так как разные образцы имеют различные наиболее опасные дефекты. [c.16]

Максимальную техническую прочность (критическое напряжение Гриффит рассчитывал из следующего условия трещина растет только тогда, когда уменьшение упругой энергии в образце в процессе ее роста (за счет разгрузки материала вокруг растущей трещины) равно или больше увеличения потенциальной энергии, происходящего при образовании новых поверхностей раз-рыва Изменение упругой энергии Д 1 в образце в виде тонкой пластинки при образовании в ней трещины длиной с, ориентированной перпендикулярно направлению растяжения, равно [c.16]

При наличии краевой микротрещины (см. рис. 5), длина которой I вдвое меньше длины внутренней трещины, максимальная техническая прочность равна [c.17]

Основная идея, использованная Гриффитом, заключается в том, что под действием приложенного растягивающего напряжения на краях микротрещин возникает локальное перенапряжение а, которое во много раз превосходит среднее напряжение 0, приходящееся на все сечение образца. Если перенапряжение у вершины наиболее опасной трещины достигает значения теоретической прочности а, , то по Гриффиту происходит катастрофическое (со скоростью, близкой к скорости звука) разрастание трещины, и образец разделяется на части. Приложенное в этот момент к образцу среднее напряжение называют критическим напряжением, или максимальной технической прочностью образца 0к. При перенапряжениях, меньших теоретической прочности, когда а<о к, по представлениям Гриффита, трещина не растет и материал не разрушается. Другие исследователи внесли в теорию Гриффита различные математические уточнения. [c.87]

Ценность теории Гриффита заключалась в ясной формулировке положения техническая прочность в отличие от теоретической сильно зависит от несовершенств и дефектов, имеющихся в твердом теле. Отсюда вытекает, в частности, что прочность в серии одинаковых образцов должна меняться от образца к образцу в зависимости от характера случайного наиболее опасного дефекта в данном образце (см. гл. V). [c.18]

Микроанализ обычно указывает на наличие в материале изделия различных дефектов (пор, включений, микротрещин, раковин н т. п.). Их определяющее влияние на хрупкую прочность впервые объяснил Гриффит, считавший, что различие между теоретической и технической прочностью связано с присутствием трещин. Используя энергетический подход, Гриффит теоретически установил зависимость технической прочности тонкой пластинки сГй от длины сквозной трещины [200] [c.117]

С критической поврежденностью непосредственно связан другой важный критерий лавинного разрущения— коэффициент концентрации напряжения. По Бартеневу [12] он определяется отношением критического перенапряжения в вершине наиболее опасной трещины (или теоретической прочности) к технической прочности [c.174]

Теоретическая и техническая прочность [c.49]

Как в кристаллических, так и в аморфных телах имеются внутренние и поверхностные дефекты. Техническая прочность изделия определяется главным образом его поверхностными дефектами. Состояние поверхности, зависящее от обработки образца и от веществ, находящихся на его поверхности, может существенно влиять на рост трещин. Представляют интерес исследования П. А. Ребиндера и М. С. Аслановой [88, с. 299 89], которые показали, что в поверхностно-активных средах трещины начинают обратимо деформироваться, благодаря чему нивелируется опасность поверхностных трещин. Благодаря обратимому раскрытию поверхностных трещин стеклянные образцы проявляют эластичность. [c.54]

Впервые такой подход к анализу экспериментальных данных, иллюстрирующих разрушение твердых тел, был однозначно сформулирован А. П. Александровым и С. Н. Журковым [99]. Согласно развитым ими представлениям, разрыв происходит не одновременно по всей поверхности разрушения, а постепенно. Как в кристаллических, так и в аморфных телах имеются дефекты внутри изделия и на его поверхности. Техническая прочность изделия определяется главным образом его поверхностными дефектами. Разрушение начинается с роста самого опасного дефекта, на котором перенапряжение достигает значения, сравнимого с теоретической прочностью. Затем начинается разрушение в новых дефектных местах. Рост трещин заканчивается разрушением хрупкого тела. [c.270]

Таким образом, теория Гриффита четко указывает на то, что техническая прочность материала должна быть инже теоретической в силу того, что Ок зависит от дефектов, всегда имеющихся в реальном твердом теле. Теория Гриффита имеет ряд недостатков, наиболее важными из которых являются два. В ней не учитывается тепловое движение атомов и поэтому предполагается ио существу атермический механизм разрушения. Теория Гриффита не может объяснить временную зависимость ирочности, которая, как правило, наблюдается экспериментально. В силу этих причин теория Гриффита может считаться в какой-то степени физически обоснованной лишь ири Т— -О К- [c.289]

Все существующие материалы имеют дефектную структуру, отличающуюся от идеальной. Поэтому фактическая техническая прочность материалов меньше, иногда на 2—3 порядка, теоретической прочности. Под теоретической прочностью понимают максимальную квазиупругую растягивающую силу, которая вызывает диссоциацию и преодолевает взаимодействие между частицами тела. [c.111]

Известно, что давление насыщенных паров этих кислот и их водных растворов незначительно и практически не влияет на техническую прочность резервуаров. Рабочее давление резервуара должно быть не меньше, чем гидравлическое сопротивление системы трубопроводов и аппаратуры, по которой транспортируются абгазы про- [c.117]

Однако я все же настаиваю на том, что именно профессор Смекал выдвинул гипотезу блоковой структуры в непосредственной связи с проблемами механической прочности, особенно в связи с сильным расхождением величин теоретической и технической прочности. В своей статье, на которую я ссылался раньше [1], он писал Если же представить себе, напротив, что решетка реального кристалла состоит из огромного числа субмикроскопических, идеально правильных в смысле борновской теории и почти одинаково ориентированных кристаллических блоков , которые делают возможным возникновение зон нарушенной структуры и пор в кристалле, то удается преодолеть все перечисленные трудности (в том числе расхождение между теоретической и технической прочностью, — Э. О.), не испытывая необходимости отказываться от всех прежних успехов борновской теории решетки. Что касается механической прочности кристаллов, то здесь пригодно в первую очередь приведенное выше объяснение низкой технической прочности . . . . [c.314]

Такое огромное различие между теоретической и технической прочностью массивных стекол объясняется главным образом тремя факторами состоянием, поверхности (микротрещины, царапины и др. дефекты), микрогетерогенностыо (наличие участков различного химического состава и структуры) и хрупкостью. Ниже приведена зависимость прочности стекла толнишон 0,5 мм от состояния поверхности, в кГ1мм [c.367]

Сохранение биомеханической функции делигнифицированной древесины (холоцеллюлозы) было доказано определением и сравнением технической прочности высушенной на воздухе необработанной древесины и делигнифицированной древесины. [c.42]

Содержание Содержание технического Прочность Напряженне ри удлинении, Отиосительиое [c.197]

Основополагающая работа Гриффитса, хотя и находилась вне его основных научных и инмсенерных интересов, оказалась весьма плодотворной [12]. Она инициировала интерес к исследованию структуры материала в поисках пресловутых трещин Гриффитса , обеспечиваюпщх малую техническую прочность материала сравнительно с теоретической. Не исключено, что в открытии дислокаций Тейлором, Орованом и Поляни работы Гриффитса сыграли определенную роль. Возник интерес также и к другим сопутствующим проблемам - это вопросы устойчивости тела с трещиной, скорости ее роста до и после критического состояния, трансформация полученных результатов в связи с пластическим течением у вершины трещины-и другие проблемы. [c.162]

В экспериментах были получены в ряде случаев (пластмассы, металлы) кривые долговечности при очень длительных наблюдениях. При малых напряжениях действительно обнаруживается резкий подъем кривой долговечности (рис, 26), подтверждающий правильность выводов теории. Вероятно, для твердых тел существует некоторый предел, ниже которого в отсутствие агрессивных сред разрушение не происходит. Голланд и Tepнep анализируя свои данные, приходят к выводу, что безопасное напряжение для неорганического стекла составляет примерно 30% от технической прочности. [c.54]

Проверка формулы Гриффита для силиконовых резпн была недавно сделана А. Бикки и Берри , которые ио формуле (IX. 17), используя экспериментальные значения модуля Юига Е и максимальной технической прочности з,., определяли свободную поверхностную энергию различных резин. При этом предполагалось, что резины имеют поверхностные диткротрещины размерами Со 10"3 см. Это предположение подтверждается экспериментальными данными зависимости прочностн от глубины надреза. Резина, не имеющая надрезов, характеризуется таким же значением прочности, которое получается при экстраполяции экспериментальной зависимости до длин надреза примерно Ю "- см. [c.240]

Теоретическая прочность хрупких полимеров обычно находится 1в разительном несоответствии с ее экспериментальными значениями [98]. Поэтому в расчетной практике иопользуется техническая прочность, определяемая случайным характером структуры реальных изделий. Для техничесмих полимеров эта структура, как правило, весьма неоднородна вследствие несовершенства строения (блоки, межкристаллитные грани, фибриллярные и глобулярные образования, аморфные прослойки и т. п.), что усугубляется полидисперсностью полимера, а также наличием в нем остатков мономера. [c.116]

Такие трещины статистически распределены по объему изделия. Если плоскость одной из них оказывается нормальной к направлению внешней нагрузки, то по ее периметру возникает перена1пряжение, существенно превышающее среднее напряжение. Исходя из критического характера хрупкого разрушения, Гриффит показал, что трещина начинает лавинообразно развиваться, когда перенапряжение достигает теоретической, а среднее напряжение — технической прочности, вычисляемой по формуле (5.10). Поверхность разрыва совпадает с плоскостью наиболее. опасной трещины. Чаще всего ею оказывается один из поверхностных дефектов, что было подтверждено Иоффе [98] в известном эксперименте с кристаллом поваренной соли. Растягивая кристалл в горячей воде, нивелировавшей поверхностные дефекты, он достиг прочности в 1600 МПа, что весьма близко к теоретической прочности (2000 МПа). [c.117]

Наглядным подтве рждением статистической природы прочности твердых тел, включая полиме ры, является разброс экспериментальных данных, например предела текучести фторопласта-4 (см. рис. 4.1), или долговечности полипропиленовых труб (см. рис. 4.3). Вследствие наличия в образцах большого числа внутренних и поверхностных дефектов техническая прочность характеризуется некоторым распределением около средней величины. Во многих случаях оно приближается к нормальному [1 82]. Указанная закономерность прослеживается также у некоторых эластомеров [15]. Однако возможны 1И асимметричные распределения. [c.118]

Такая структура дает возможность понять причины технической прочности и низкого температурного коэфициента расширения материала. С повышением температуры стру1 тура кислородных мостиков становится менее стойкой, начинает разрываться [c.291]

Максимальную техническую прочность по Гриффиту рассчитывают из следующего условия микротрещина может расти только тогда, когда уменьшение упругой энергии в образце за счет разгрузки материала вокруг растущей микротрещины равно или превышает увеличение свободной поверхностной энергии, происходящее при образовании новых поверхностей. Далее предполагается, что длина микротрещнны намного меньше поперечного размера образца и напряжение в сечении, содержащем трещину, практически совпадает по величине со средним напряжением а, рассчитанным на номинальную площадь поперечного сечения образца. [c.87]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология