Хрупкие тела

Таким образом, анализ неустойчивости трещины в хрупком теле на основе силового и энергетического критерия дает один и тот же результат, поскольку величина у считается постоянной материала при заданных условиях (среда, температура и др.). Приближенно у = 0,01 Его (го - межатомное расстояние). Из уравнения Гриффитса следует, что д/2Еу = а- [п1. Выражение <тл/тг называют коэффициентом интенсивности напряжений (КИН) и обозначают для трещины отрыва через Кь Условие неустойчивости представляется в виде К( = К с, (или Кс), где Кс и К1с - критический КИН при плоском напряженном состоянии и плоской деформации соответственно. Критерий Кс (Кк) впервые предложен Ирвиным. Достоинством этого подхода является то, что величина К1 определяет поле напряжений и деформаций в области верщины трещины и поддается расчетному определению. Например, нормальное напряжение Оу, действующее в направлении действия силы, выражается через К1 по [c.121]

В рассматриваемом случае затрата энергии на создание новых поверхностей разрыва (энергия разрушения) фактически определяется работой пластической деформации 6Wp, т. е. 8Г = 6Wp. Эта энергия разрушения отличается от энергии разрушения упругого тела тем, что здесь 5Г целиком определяется затратой энергии на работу пластической деформации. Для идеально упругого хрупкого тела по определению d = О и величина бГ есть часть внутренней энергии, причем плотность энергии разрушения постоянна. В рассматриваемой модели величину у нельзя считать постоянной материала в этом случае [c.215]

Механические свойства твердых тел обусловливаются их структурой и химическими свойствами. Под твердостью (Н) подразумевается поверхностная энергия, которая определяется как работа А поверхностного диспергирования, приходящаяся на единицу вновь образованной поверхности раздела 5 для хрупких тел [c.164]

При быстро нарастающей нагрузке они разрушаются как хрупкие тела без заметной предварительной фазы пластического течения. Если образец подвергается нагрузке и разгрузке несколько раз (рис. 1), то в первом цикле кривые для прямой и обратной стадий процесса не совпадают вследствие появления остаточной деформации. После нескольких циклов нагружения эти кривые практически совпадают. [c.17]

Под твердостью понимают способность тел оказывать противодействие прониканию в них другого, более твердого тела. С количественной стороны твердость Н определяется работой А, затрачиваемой на диспергирование единицы поверхности раздела 5 для хрупкого тела [c.40]

Физические основы гидравлического разрушения нефтяного кокса. В настоящее время нет единого представления о механизме гидравлического разрушения хрупких материалов. Причиной этого является его сложность и многогранность. Качественные и количественные закономерности процесса гидравлического резания хрупких тел в обобщающем виде не установлены. Теории разрушения Кулона, Мора, Кулона - Навье, Гриффитса основаны на экспериментальных данных или отдельных предположениях, и ни одна - на внутреннем механизме разрушения. Существующие зависимости касаются раскрытия лишь отдельных аспектов взаимодействия жидкой струи с хрупкими телами и не могут быть распространены на другие условия и параметры гидравлического разрушения в связи с трудностями обобщения разнохарактерного экспериментального материала с единых теоретических позиций [224-231]. [c.171]

Под воздействием набегающей струи в хрупком теле образуются локальные напряженные области с неоднородными полями напряжений. Напряженное состояние приводит к увеличению начальных трещин и появлению новых. Проникание воды под напором в трещины ослабляет материал и ускоряет разрушение. Под действием импульсного давления в начальной стадии происходит деформация материала, растекание струи в образованной воронке создает движение элементов среды к свободной поверхности. Силовые поля, взаимодействуя с нагруженными зонами, вызывают рост напряжений Б отдельных участках массива и постепенное ослабление структурных связей между частицами хрупкого тела. Уменьшение сил сцепления непосредственно в нагруженной области приводит к дальнейшему росту нормальных и касательных напряжений, и при достижении предельного напряженного состояния происходит нарушение первоначальной структуры - разрушение пре- [c.171]

Прочностные свойства такой фазы оценивают относительным удлинением линейных размеров образца. Поскольку оно для нефтяных углеродов меньше 5%, их следует отнести к хрупким телам, с относительно высоким модулем упругости. Так, модуль упругости углеродистых волокон колеблется в широких пределах — от 170 до 7000 МПа. [c.40]

Для типичных твердых тел реологические кривые строят в координатах напряжение — деформация. При малых напряжениях у них происходят обратимые упругие деформации, за пределом упругости — пластические деформации и затем твердое тело разрушается. Хрупкие тела (керамика, бетоны, стекло и др.) разрушаются при нагрузках, меньших предела текучести (предела упругости). [c.188]

Длительный процесс разрушения эластомера характеризуется двумя стадиями — медленной и быстрой. Медленная стадия образует на поверхности разрыва шероховатую зону, а быстрая — зеркальную. Чем меньше напряжение, тем длительнее процесс разрушения и тем яснее выражена шероховатая зона (при хрупком разрыве, наоборот, медленная стадия дает зеркальную, а быстрая — шероховатую зону). Первая стадия разрыва начинается с образования очага разрушения, из которого растет надрыв , являющийся аналогом трещины в хрупких материалах. Надрывы возникают под действием напряжений в наиболее слабых местах, причем очаги разрушения появляются как внутри материала, так и на поверхности образца, но среди них имеется наиболее опасный. Поэтому прочность эластомеров и резин определяется вероятностью образования наиболее опасного надрыва, аналогично тому, как прочность хрупкого материала определяется наиболее опасной трещиной. Надрывы растут в направлении, поперечном растягивающим усилиям, аналогично трещинам в хрупком телах. [c.336]

Коэффициент Ё, называемый модулем упругости, характеризует жесткость теда. При напряжениях, превышающих так называемый предел упругости Ри (стр. 260), пропорциональность нарушается происходит либо разрушение структуры, характерное для хрупких тел, предел прочности которых Рт близок к пределу упругости, либо возникают остаточные (пластические) деформации, не исчезающие после снятия нагрузки. Те-л-а, обнаруживающие остаточную деформацию при напряжениях, превышающих предел упругости, называются пластичными телами. Одним из видов остаточной деформации является течение, характерное для вязких жидкостей, при котором величина деформации непрерывно увеличивается при постоянно действующем напряжении. Вязким называется тело, изменяющее форму при любом, сколь угодно малом напряжении (Рй = 0). Идеально вязкие тела — жидкости — подчиняются закону Ньютона, согласно которому градиент скорости сдвига или, иначе говоря, скорость относительной деформации сдвига пропорциональна приложенному напряжению [c.255]

Молекулы или структурные элементы любой материальной системы способны к перемещению друг относительно друга в результате теплового движения. Поэтому напряжение, которое создается в теле благодаря его деформации, может уменьшаться, рассасываться в результате ослабления внутренних сил. Такой процесс называется релаксацией, и способность тела к релаксации является важной структурно-механической характеристикой. Мерой ее является период релаксации г — время, в течение которого начальное напряжение уменьшается в е раз. Период релаксации жидкостей очень мал (для воды, например, 3 10" с) и возрастает с увеличением вязкости. Для твердых тел период релаксации велик. Для идеальных кристаллов процесс релаксации протекает бесконечно медленно. Одна и та же система молсет вести себя как жидкость (если длительность воздействия нагрузки i т) и как твердое тело (если t т). Например, лед при быстрых воздействиях ведет себя как хрупкое тело (т для кристаллов льда 13 ООО с), а при длительных — способен течь движение ледников подчиняется закономерностям, характерным для вязких жидкостей. Таким образом, между истинным твердым телом и жидкостью существует непрерывный ряд переходов, обусловленный различными внешними условиями. [c.428]

Теория Гриффитса хорошо объяснила пониженную прочность различных хрупких тел но оказалась неприемлемой для материалов, которью перёд разрушением проявляют большую пластическую дефор-мацию. Эта теория имеет и еще один крупный недостаток она исходит из существования в твердом теле готовых зародышевых трещин и совершенно не объясняет, каким образом могли появиться такие трещины. В то же время экспериментальные исследования показали, что [c.215]

Обратимость деформации, характерная для упругих тел, заключается в том, что при снятии нагрузки все геометрические параметры приобретают исходные значения. При > к, где — предел упругости, происходит либо разрушение, в случае хрупких тел (кривая /, рис. 103) , либо возникают остаточные деформации, характерные для пластичных тел (кривая И, рис. 103). В этом случае устанавливается течение с постоянной скоростью, при постоянном = 5 ) напряжении (рис. 102 и 105), отвечающем пределу текучести (прочности). [c.271]

Таким образом, зависимость т] — вырал<ается как для жидких, так и для твердых тел одной и той же кривой, приведенной на рис. 105, различия в этом отношении оказываются чисто количественными. Для твердых упругопластичных тел Ат] = = г)тах — Л на много порядков больше, чем для жидких, и при достижении предела прочности (текучести) наступает лавинное разрушение структуры с последующим пластическим течением. В упругохрупких телах течение не наблюдается, так как предел прочности, соответствующий хрупкому разрыву, достигается с ростом раньше, чем предел текучести. Однако если воспрепятствовать возникновению разрывов путем всестороннего сжатия, хрупкое тело становится пластичным. [c.278]

Любые полимеры можно получить при достаточно низкой температуре в стеклообразном состоянии. Механизм стеклования связан с повышением жесткости линейных цепей полимеров при охлаждении. Поэтому в стеклообразном состоянии гибкость макромолекул ограничена, и полимеры обладают свойствами твердых тел. Ниже полностью теряется подвижность звеньев, и полимер ведет себя как хрупкое тело (разрушается при малой деформации). При более высокой температуре некоторая подвижность звеньев полимерных цепей сохраняется. Именно она обусловливает возможность изменения форм макромолекул под действием значительных внешних напряжений, а следовательно, и изменение формы тела без нарушений. Такая деформация стеклообразных полимеров получила название вынужденной высокоэластической деформации. Этим стеклообразное состояние высокополимеров отличается от твердого состояния аморфных низкомолекулярных веществ (последние в твердом состоянии всегда хрупки). [c.397]

Ярким примером непрерывного перехода от упруго-хрупких тел при обычных условиях наблюдения к твердообразным пластичным телам или далее к структурированным и истинным жидкостям при повышении температуры являются битумы разных марок, подробно изученные Н. В. Михайловым и его сотрудниками. [c.11]

При царапании хрупких тел затрачиваемая энергия расходуется в основном на упругие деформации и создание новых поверхностей при сколе. Для пластических тел главная, часть энергии царапания затрачивается на пластические деформации и роль поверхностной энергии отступает на задний план. В связи с этим В. Д. Кузнецов (1954 г.) предлагал определять твердость хрупких тел различными методами царапанья и неопределенное понятие твердость заменить определенным физическим понятием поверхностная энергия . В этом случае известную десятибалльную шкалу твердости Мооса (см. табл. 6) можно было бы рас- [c.171]

Такая микробиологическая коррозия развивается обычно во влажных нейтральных грунтах, в которых при попадании в них железа могут развиваться так называем мые сульфатвосстанавливающие (сульфатредуцирую-щие) бактерии. Продукт жизнедеятельности этих бактерий— сероводород — сильнейший агрессор для черного металла, многих цветных сплавов. Чугун, например, превращается при этом в хрупкое тело, на стали образуются каверны. Продукты такой коррозии имеют черный цвет и пахнут сероводородом. Грунт около корродирующего-металла тоже становится черным. Так что по цвету и по запаху продуктов коррозии можно определять характер процесса (продуктом электрохимической коррозии является ржавчина — вещество коричневого цвета без запаха). Могут быть в почве и бактерии, окисляющие сульфиды до серной кислоты- тоже сильнейшего агрессора. [c.75]

Одним из факторов, способствующих снижению конструктивной прочности, является наличие в материале исходных микро- и макроскопических трещин. В хрупком теле в вершине трещины максимальное напряжение может достигать величины теоретической прочности атеор Отеор (0,1..0,2)Е. Коэффициент концентрации напряжений [c.120]

Для типичных твердообразных тел характерен значительный предел текучести. Хрупкое тело разрушается при нагрузке, меньшей предела текучести (предела упругости). В большинстве реальных твердых тел пластические деформации наблюдаются прн всех нагрузках, но часто в области малых нагрузок ими можно пренебречь. В соответствии с этим предел текучести в той или иной степени является условным. Но если хрупкое тело подвергнуть всестороннему сжатию при высоких давлениях и предотвратить возможность его разрушения, то при достаточно высоких напряжениях оно может проявлять пластичность, т. е. необратимо деформироваться без потери сплоишости. [c.368]

Классические теории прочности хрупких тел. Хрупкими будем называть материалы, поведение которых линейно упруго ВПЛОТЬ ДО разрушения. Традиционно для таких материалов в качестве критериев статической прочности используют критерии, определяющие начальную стадию появления пластических деформации (критерии текучести) эти критерии имеют вид соотношения между компонентами тензора наиряжений [c.88]

Критерии прочности aILlIЗoтpoпныx хрупких тел. Эти критерии используются для оцеики прочности композиционных материалов, моделируемых анизотропными упругими средами (без учета эффектов неодпородиости и вязкоупругости). В современных работах применяется следующая формулировка критериев прочности композиционных материалов [c.90]

Из уравнения Инглиса следует, что при одном и том же внешнем напряжении у вершины трещины будут возникать напряжения, тем большие, чем она длиннее и острее. При определенных значениях 5, с кг напряжение превзойдет теоретическое сопротивление отрьгеу от, межатомные связи у вершины трешины разорвутся, и трещина начнет развиваться. Если рассматривать, как Гриффитс, идеально хрупкое тело, в котором пластическая деформация у вершяны трешины не происходит, то при распространении [c.42]

В идеально упругом теле нет деформационных потерь брь но потери второго 6 2 и третьего SQз видов остаются. В идеально хрупком теле отсутствуют только необратимые (пластические) макро- и микродеформации, в том числе и локальные, но в отличне от идеально упругого тела остаются релаксационные потери (внутреннее трение). Следовательно, в идеально хрупком теле возможны практически все виды потерь, за исключением потерь, связанных с локальными или общими остаточными деформациями. [c.291]

Вследствие медленного роста микротрещииы (первая стадия) на поверхности разрыва образуется гладкая или зеркальная зона разрушения на второй же стадии, протекающей с большой скоростью, близкой к скорости распространения поперечных упругих волн в твердом теле, возникает шероховатая зона разрушения. Разрушение на второй стадии происходит по механизму, который Гриффит считал единственным и характерным для хрупких тел. Этот механизм разрушения Смекаль назвал атермическим. [c.296]

Упругая дефор1мация твердых тел наблюдается до некоторого предельного значения напряжения Хс, выше которого происходит разрушение хрупких тел (тогда как для пластичных тел наступает пластическое течение). Это напряжение, отвечающее пределу упругости, для хрупких тел характеризует, таким образом, их прочность. [c.309]

Стеклообразное состояние. Стеклообразное состояние аморфного вещества связано с потерей подвижности молекул. При понижеиии температуры умень-И1ается тепловая энергия молекул и они, в конце концов, оказываются зафиксированными силами межмолекулярного взаимодействия. Уменьщение подвижности молекул низкомолекуляриого вещества приводит и к изменению характера деформации — низкомолекулярным стеклам свойственна только упруга деформация. Следовательно, они являются хрупкими телами. [c.254]

Поперечный разрез трещины хрупкого тела можно представить в виде щели клиновидного сечения со стенками, где свободная поверхностная знергия постепенно возрастает от О (в вершине трещины) до наибольшего значения в устье. Описанная в некоторых работах модель трещины для неидеально хрупкого тела и пластического материала имеет явно выраженную границу перехода от свободной поверхности к сплошной среде, где происходит постепенное медленное увеличение межчастичного расстояния, приводящего к разрьшу связи. В момент разрьта связи это расстояние меняется скачком, и трещина продвигается на расстояние, соответствующее одному межчастичному расстоянию. [c.77]

В работах [21, 23] выдвигается модель хрупкого тела, в которой рассматриваются силы взаимодействия между поверхностями трещины. Условие несоблюдения закона Гука в вершине трещины при неоднородном поле напряжений [14, 20] позволяет определять силы взаимодействия в зависимости от расстояния между атомными плоскостями (рис. 5, а). Тогда силы взаимодействия в заштрихованной [c.26]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология