Долговечность и термофлуктуационный разрыв

Термофлуктуационный разрыв полимерной цепи и долговечность [c.20]

Для всех этих случаев в главе рассмотрены физические теории прочности и долговечности полимеров и стекол, методы расчета предельно достижимой прочности полимеров, обсуждена связь термодинамических и тепловых свойств с прочностью с точки зрения проявления энгармонизма в твердых телах. В главе проанализированы различные точки зрения на природу разрушения полимеров и сделай вывод о том, что в твердых полимерах ведущим процессом разрушения является разрыв химических связей, а не преодоление межмолекулярных взаимодействий. Рассмотрен термофлуктуационный и фононный механизмы зарождения субмикротрещин и их роль в разрушении полимеров в высокопрочном состоянии. [c.58]

Для определенности рассмотрим расчет долговечности образца полимера в виде тонкой полоски шириной Ь с краевой или внутренней начальной поперечной трещиной длиной /о. Растягивающее напряжение о задано. Как показывает опыт, разрыв образца происходит в две стадии на медленной стадии действует термофлуктуационный механизм, на быстрой — атермический механизм. Вклад в долговечность т первой стадии обозначим тгф, второй — Хк. Переход от одной стадии к другой происходит при некотором критическом размере трещины /к-Скорость роста трещины, начиная от начальной длины /о, возрастает по мере углубления трещины в образец. Это объясняется тем, что с течением времени живое сечение образца, не занятое трещиной, уменьшается, а следовательно, локальное напряжение а возрастает. Поэтому, согласно формуле (6.6), возрастает и скорость роста трещины. При критическом локальном напряжении (6.2) трещина достигает своей критической длины Дальше начинается безактивационный (атермический) рост трещины с практически постоянной скоростью Ук. Соответственно этому [c.156]

Существует, однако, и др. мнение, согласно к-рому величине и в ур-нии (6) нельзя придавать смысл энергии активации разрушения. Соответственно и кинетика разрушения эластомеров, как и твердых полимеров, считается обусловленной термофлуктуационным разрывом химич. связей. Это подтверждается опытами, в к-рых структура мате])иала не изменяется г ри нагружении (разрыв и ра. щир аутогезионных соединений) в этих случаях значение V совпадает со значением в ур-нии долговечности Журкова. [c.116]

Ниже, в гл. УП, будут рассмотрены более сложные случаи разрушения (разрушение на конце трещины, разрыв гетерогенных тел, аморфно-кристаллических полимеров и т. д.). Забегая вперед, отметим, что и для этих случаев приблизительное равенство т яг Тфл сохраняется. Такая стабильность равенства макроскопической характеристики долговечности с периодом следования флуктуаций укрепляет достоверность выводов данного параграфа о термофлуктуационной природе разрушения и позволяет уже на основе проведенного грубого анализа сформулировать некоторые общие положения, составляющие основу термофлуктуационной кинетической концепции разрушения твердых тел [c.120]

Кинетический подход, основателем которого является акад. С. Н. Журков [11.10 61], отличается тем, что основное внимание обращается на атомно-молекулярный процесс разрушения и разрыв тела рассматривается как конечный результат постепенного развития и накопления микроразрушений или как процесс развития микротрещины на молекулярном уровне. Основным фактором в этом подходе является тепловое движение в полимерах. Выяснение природы этого термофлуктуационного процесса разрушения, зависимости скорости процесса и долговечности от температуры, напряжения и других факторов является основой современной физической теории прочности и базой для дальнейшего развития теорий предельного состояния в механике разрушения. Эти подходы будут в дальнейшем рассмотрены подробней. [c.287]

Термофлуктуационный механизм является наиболее общим механизмом разрушения твердых тел, так как связан с фундаментальным явлением природы — тепловым движением. В наиболее чистом виде он реализуется при хрупком разрушении, а при других видах разрушения ему сопутствуют релаксационные процессы, которые по мере увеличения температуры играют все большую роль. При хрупком разрушении (ниже температуры хрупкости Тхр) очагами разрушения обычно являются микротрещииы, причем долговечность определяется ростом наиболее опасной микротрещины, которая в своем развитии переходит в магистральную трещину, приводящую к разрыву образца. Разрыв напряженных химических связей происходит под действием флуктуаций, возникающих при неупругом рассеянии фононов относительно высокой энергии. Растягивающее напряжение увеличивает вероятность разрыва связей. [c.294]

В физике разрушения главное внимание обращается на атомно-молекулярный механизм процесса разрушения, и разрыв рассматривается как конечный результат постепенного развития и накопления микроразрушений или как процесс развития микротрещин на молекулярном уровне. Основным фактором, определяющим процесс, при этом подходе считается тепловое движение, приводящее к флуктуациям кинетической энергии атомов. Выяснение природы термофлуктуационных процессов и установление зависимости скорости процесса разрушения и долговечности твердых тел от температуры, напряжения и других факторов составляют современную задачу физики разрушения. [c.105]

НИИ, всегда имеются начальные микротрещины и наиболее опасная из них определяет прочность и долговечность. В полимерах, находящихся в квазихрупком состоянии, например в полимерных стеклах, также имеются начальные микротрещииы. В других случаях (полимерные волокна) микротрещииы отсутствуют, но имеются слабые места (аморфные участки микрофибрилл). Уже при малых нагрузках в слабых местах образуются субмикротрещины, которые вследствие наличия прочных кристаллических участков микрофибрилл являются стабильными и непосредственно не приводят к разрушению. Разрыв полимерного волокна происходит от одной из микротрещин, возникшей из ряда субмикротрещин или на стыке микрофибрилл. При больших нагрузках к разрушению приводит одна из наиболее опасных микротрещин. Поэтому термофлуктуационная теория в первую очередь должна рассмотреть механизм и условия роста микротрещин в полимерах. [c.146]

Внутренние противоречия существующих теорий прочности и многочисленные опыты по изучению временной зависимости прочности привели к созданию термофлуктуационной теории разрушения твердых тел. Термофлуктуационная теория прочности рассматривает разрушение любых материалов как процесс, протекающий во времени, сопровождающийся постепенным накоплением нарушений связей, сплошности структуры до определенного момента, когда происходит разрыв образца. Такой постепенный процесс разрушения принято характеризовать временем начала действия напряжения до разрушения, называемым времямеханической долговечностью твердых тел и обозначаемым т. [c.216]

Большинство кинетич. теорий П. основано на представлениях о термофлуктуационной природе разрушения, согласно к-рым разрыв химич. связей наступает в результате тепловых флуктуаций, а роль механич. напряжения состоит в предварительном растяжении связей и повышении вероятности термофлуктуационного разрыва (см. Долговечность). В полимерах термофлук-туационное разрушение сопровождается релаксационными процессами, что обусловливает специфику разрушения полимеров, находящихся в различных физич. состояниях в соответствии с характером сегментальной подвижности изменяются также соотношения, связывающие т, а и Г. [c.114]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология