Теоретическая прочность при растяжении

Прочность кристаллов при растяжении и сжатии изменяется не только от их строения, но и от размера с уменьшением размера она возрастает. Увеличение прочности кристаллов с уменьшением их диаметра (или поперечного сечения) обусловлено повышением степени совершенства их строения и снижением концентрации опасных дефектов дислокаций, пор, трещин и т. п. Вместе с тем полученная при опытах прочность монокристаллов далека от их теоретической прочности, что свидетельствует о высокой степени дефектности их физической структуры. Дефекты кристалла (трещины, царапины, поры, включения) являются местом концентрации напряжений и зоной начала его разрушения при нагрузке. [c.341]

Теоретическая прочность твердого тела - прочность тела с идеальной структурой (без повреждений и дефектов) при температуре абсолютного нуля (т. е. в отсутствие теплового движения) при однородной статической деформации растяжения и сдвига. [c.406]

Теоретически прочность системы может быть оценена сравнением локальных напряжений с прочностью связей между кинетическими единицами высокополимера, образующих пространственную сетку. Разрушение гранулы наступает при значительной деформации и разрыве химических связей этих кинетических единиц. Мерой прочности связей служит силовая постоянная, которая определяет сопротивление молекулы деформации равновесной конфигурации за счет растяжения химических связей [68]. Силовая [c.328]

Одним из основных факторов, определяющих явления, возникающие в жидкости при низком давлении, является прочность жидкости на разрыв. Имеется большое число опытов, которые показывают, что в специально созданных условиях весьма чистая вода, пе содержащая твердых и газообразных примесей, может выдерживать растяжение до 100—200 кГ/см . Теоретически прочность воды на разрыв должна быть еще больше и превышает 1 600 кГ/см . Однако такие показатели возможны лишь в идеальных условиях, [c.75]

Теоретическая прочность при растяжении равна 10-20% от значения модуля Юнга (80-160 ГПа). Однако, как правило, этот показатель в настоящее время не превышает 3-5% от этой величины (в волокнах особого качества примерно 7 ГПа [9-71]). Данное обстоятельство можно объяснить неполной реализацией кристаллографической текстуры в моноволокнах, а также образованием на разных стадиях технологического процесса дефектов. Последние в связи с малой относительной деформацией У В становятся областями концентрации напряжений. Определение путей ликвидации дефектов, а главное повышение относительной деформации до разрушения до 10% создает возможности дальнейшего повышения прочности волокна. [c.567]

Теоретическая прочность пиролитического углерода при растяжении по кристаллографическим направлениям с и э составляет 820 и около "370 МПа соответственно. Однако полученные на опыте значения прочности в плоскости осаждения значительно ниже, что объясняется, по мне-220 [c.220]

Поче гу керамики обладают очень низким пределом прочности на растяжение (по сравнению с теоретической прочностью), но существенно более высокой прочностью на сжатие [c.182]

Постепенное увеличение межатомных расстояний вплоть до величин, соответствующих разрыву, по всей вероятности, также снижает устойчивость связей к внешним воздействиям, т. е. активирует их. Причем это ослабление связей при растяжении за пределами соотношения величины локального напряжения к теоретической прочности 0,5 резко возрастает не пропорционально напряжению (см. рис. 7). [c.42]

ИЛИ разделяется на отдельные ионные или атомные плоскости, перпендикулярные направлению растяжения (в случае одноосного растяжения). Величина максимальной квазиупругой силы умноженная на число атомов или ионов, приходящихся на единичную площадку твердого тела в ненапряженном состоянии, перпендикулярную направлению растяжения, равна теоретической прочности. [c.12]

Для капронового волокна теоретическая прочность оказалась меньше технической. Этот физически неоправданный результат свидетельствует о том, что формулами для расчета теоретической прочности твердых тел следует пользоваться с осторожностью, если речь идет о полимерах. Причина этого, по-видимому, заключается в том, что модуль упругости твердых полимеров в основном определяется межмолекулярным взаимодействием (модуль же упругого растяжения отдельной полимерной цепи на один-два порядка больше), а прочность—химическими связями. [c.15]

При растяжении резины разрушающее напряжение, рассчитанное на начальное поперечное сечение, равно /=/ 0—ах), где /т—теоретическая прочность резины (без дефектов) и а—эмпирическая константа. Применяя методы математической статистики (в предположении, что образец разрывается в месте наиболее опасного дефекта), Касе получает двойную экспоненциальную функцию распределения прочности [c.165]

Обзор работ о влиянии структуры каучуков и резин на их прочность. Приведены сведения в. области исследования теоретической прочности резин, представления о влиянии ориентации и кристаллизации молекулярных цепей на статическую прочность резин при одноосном растяжении. [c.172]

В следующих разделах этой главы будут кратко рассмотрены результаты расчета теоретической прочности при растяжении и сдвиге применительно к полимерам. Более подробные систематические обзоры по теоретической прочности твердых тел содержатся в работах [1.2—1.4]. [c.14]

ТАБЛИЦА 1.1. Теоретическая прочность и модуль упругости при растяжении Б некоторых предельно ориентированных полимеров и алмаза [c.16]

ГПа. Для алмаза ири сдвиге плоскости (111) в направлении (ПО) получено значение Тт = Э,3 ГПа. Из этих данных следует, что значения теоретической прочности твердых тел нри сдвиге и при растяжении близки. [c.19]

Рис. I. Теоретическая прочность при растяжении

Энергетика разрыва единичной связи в твердом теле. До сих пор мы рассматривали натяжение и разрыв единичной связи, не ставя вопроса о способе приложения растягивающей силы к атомам и способе подвода энергии, необходимой для разрыва связи (рассоединения атомов). При таком рассмотрении было ясным лишь то, что для разрыва связи требовалось подвести к ней энергию, равную энергии диссоциации связи О, а сила растяжения должна была достигать величины теоретической прочности связи Рт. [c.454]

Например, когезионная прочность воды, рассчитанная по этому уравнению, составляет 1,4-10 МПа. Если исходить из значений свободной поверхностной энергии твердых металлов, эта зависимость дала бы значение теоретической прочности при растяжении черных металлов порядка 7Л0 МПа. [c.20]

Было предложено несколько подходов для расчета теоретической прочности полимеров. Поскольку для твердых полимеров строгие теоретические расчеты прочности невозможны, то использовались полуэмпирические методы, причем структура полимеров рассматривалась как идеальный монокристалл, а полимерное тело подвергалось одноосному растяжению. [c.228]

Понятие о теоретической прочности привлекается для оценки заложенных в различных полимерах ресурсов прочности От рассчитывается для твердых тел с идеальной структурой, не нарушенной никакими несовершенствами, дефектами и повреждениями. Теоретическая прочность как характеристика структуры твердого тела рассчитывается для простых видов напряженного состояния, например для всестороннего или одностороннего растяжения или же сдвига. Теоретическая прочность характеризует максимально возможную прочность твердых тел, находящихся при достаточно низких температурах (- 0 К) или подвергнутых кратковременным воздействиям, когда исключено термофлуктуа-ционное возникновение структурных дефектов. Методы расчетов теоретической прочности приведены в монографии [5]. [c.281]

Борн рассчитал теоретическую прочность каменной соли при всестороннем равномерном растяжении, а Цвикки "—при одноосном растяжении. Результаты этих расчетов, как и последующие расчеты теоретической прочности, строго говоря, справедливы только при температуре абсолютного нуля. [c.11]

Теоретическая прочность каменной соли, по расчетам Борна на всестороннее растяжение, равна примерно 170 кгсЫм , по расчетам Цвикки на одноосное растяжение—200 кгс1мм . Де Бур уточнил расчет Цвикки, учитывая вандерваальсовы силы взаимодействия между частицами, и в зависимости от метода расчета получил два разных значения 270 и 400 кгсЫм . [c.12]

Идеи статистической теории прочности наглядно подтверждаются известными опытами Пауэлла и Престона по разрушению стекла методом вдавливания стального шарика. При уменьшении диаметра шарика разрушающие напряжения растяжения, возникающие на поверхности, возрастают от обычного значения (около 5 кгс мм ) до максимального (примерно 200 кгс мм ), близкого к теоретической прочности. Еще более разительные результаты недавно получил Бокин. При радиусах кривизны инденте-ров 0,136 и 0,010 мм прочность стекла оказалась равной 700 н 1040 кгс мм , т. е. при переходе к площадкам нагружения с радиусами около 1 ми прочность стекла практически совпадает с теоретической прочностью. [c.158]

Прегтлягаемый обзор может охватить только очень не-большую долю работ и дать краткие сведения о влиянии структуры каучуков и резин на их прочность, представления о теоретической прочности резин и небольшую сводку работ о влиянии ориентации и кристаллизации молекулярных цепей на статическую прочность при одноосном растяжении. В обзоре не будут затрагиваться исследования прочности резин при более сложных условиях деформации, а также исследования долговременной и усталостной прочности. Эти ограничения связаны не только с ограничениями объема обзора, но и со следующими двумя принципиальными положениями. Во-первых, прочность при одноосном растяжении отражает вое основные особенности прочностных свойств высокоэластичных сеток, она более, чем другие прочностные характеристики, исследована экспериментально и рассмотрена теоретически. Во-вторых, статическая прочность как кратковременное испытание не связана с процессами старения и утомления резин и одновреМ енно является одной из важнейших характеристик, определяющих их долговечность. [c.61]

Под теоретической прочностью о ,, твердого тела [1.2, 1.3] в соответствии с классическим определением Борна и Цвикки понимается прочность тела с идеальной (не искал<енной повреждениями и дефектами) структурой при температуре, равной абсолютному нулю, в условиях квазистатической однородной деформации растяжения и сдвига. Эти условия обеспечивают одинаковую нагруженность всех межатомных (химических) и межмолекулярных связей и одновременный разрыв всех связей по поверхности разрушения при одноосном растяжении и сдвиге. При одноосном растяжении происходит удаление друг от друга атомных плоскостей в направлении растяжения, а при сдвиге — скольжение атомных плоскостей. [c.11]

При квазистатических условиях (рис. 1.2) потенциальная энергия и г) каждого атома или иона твердого тела по мере растяжения, начиная от положения равновесия (го — равновесное расстояние между атомами до приложения сил), непрерывно увеличивается, а квазиупругая сила взаимодействия между атомами / — —du r)[dr, или ее абсолютное значение F, проходит через максимум (точка М на рис. 1.2). При квазистатиче-ском (медленном) растяжении до точки М напряжение растяжения а, приложенное к образцу, уравновешивается в каждый момент времени внутренними силами взаимодействия Ni атомов в единице площади сечения, перпендикулярного направлению растяжения. Максимальной силе взаимодействия Fm соответствует теоретическая прочность am.= iFm- [c.12]

Связи С—С являются основными для многих органических полимеров, а связи 51—О — для неорганических полимеров (силикатные стекла). Алмаз образован связями С—С, а кварцевое стекло — связями 51—О. Для кварцевого стекла Нараи-Сабо и Ладик [1.3] рассчитали теоретическую прочность при растяжении Стто = 25,08 ГПа, что близко к Ощ ориентированных полимеров. Для алмаза (см. с. 16) характерны значительно более высокие значения а-т, так как плотность расположения связей С—С в объеме алмаза выше, чем у линейных полимеров. Насколько высоки резервы прочности ориентированных полимеров, видно из того, что на практике наибольшая прочность, достигнутая при ориентационной вытяжке капроновых волокон, равна 1,0—1,5 ГПа, что значительно ниже теоретической прочности. [c.17]

Для полимеров расчет теоретической прочности при сдвиге не проводился. Такой расчет представляет большие трудности, чем расчет прочности при растяжении ориентированного полимера они связаны с тем, что в кристаллических полимерах нет столь совершенной кристаллической структуры, как в металлах и других кристаллах. Поэтому для оценки Гт приходится пользоваться формулой Орована [c.19]

Оцененная таким образом для предельно ориентированного полимера теоретическая прочность при сдвиге вдоль оси ориентации %т (тип 111 на рис. 1.1) значительно меньше От при растяжении, так как в первом случае преодолеваются силы межмолекулярного взаимодействия, а во втором рвутся химические связи. При сдвиге перпендикулярно направлению ориентации (тип IV на рис. 1.1), наоборот, Хт значительно больше, чем при поперечном растял<еиии (тип II на рис. 1.1), так как при поперечном сдвиге рвутся химические связи, а при растяжении преодолеваются силы межмолекулярного взаимодействия. Так же ведут себя и модули упругости G ч Е. [c.19]

Формулы для расчета напряженного состояния около трещины в упругом твердом теле (хрупкая трещина) описывают локальные деформации растяжения в области линейной деформации 0L (рис. 4.19). В этой области коэффициент концентрации напряжения р = а /а = onst. Разрушение происходит в точке М (максимуме о ), где сг равно теоретической прочности Ст,п (рассматриваем вначале процесс при О К, в отсутствие влияния теплового движения). Максимуму соответствует удлинение связи Л/, а значение а оказывается меньше значения, рассчитанного из закона Гука (точка К на рис. 4,19), поэтому р, рассчитанный по формулам линейной механики, несколько больше действительного значения. Иначе говоря, действительный ход кривой Оу (кривая 1 на рис. 4.15) вблизи вершины трещины менее крутой. [c.84]

Тейбор и другие отмечали, что для любой системы, имеющей 9=0, величина определяется как удвоенное поверхностное натяжение жидкости. Отсюда, в предположении, что силы притяжения, вызывающие адгезию, практически действуют на расстоянии не больше ЗА, можно довольно просто рассчитать прочность клеевого соединения. Рассчитанный таким путем предел прочности при растяжении равен 2000 кГ/см , что намного больше действительной нагрузки, требующейся для разрушения обычных клеевых соединений. Таким образом, когезионное разрушение соединения значительно более вероятно, чем адгезионное разрушение, т. е. разрыв обычно происходит в объеме адгезива, а не по границе раздела адгезива с соединяемыми поверхностями. Наличие в уравнении (10) поправочного члена [sv приводит к тому, что при нулевом краевом угле энергия адгезии оказывается больше 2у1у . Это означает, что в тех случаях, когда жидкий адгезив образует с поверхностью твердого тела краевой угол, равный нулю, теоретическая прочность соединения на границе раздела адгезив —твердая поверхность всегда много больше реально наблюдаемой прочности соединения, определяющейся прочностью при растяжении или при сдвиге самого адгезива. [c.294]

Приведенные выше наблюдения позволяют объяснить повыш ение предела прочности при растяжении и удлинения при разрыве при возрастании скорости растяжения образца. Броберг указывает, что развитие трещины в полимере происходит за конечное время. Мгновенно приложенная нагрузка, меньшая, чем теоретическая прочность полимера, может выдерживаться образцом без разрушения, пока не прорастет трещина. Поэтому предел прочности при растяжении и удлинение при разрыве становятся тем выше, чем меньше длительность нагружения это повышение ограничено определенным пределом. [c.392]

В неупорядоченном бездефектном полимере с С—С-связями теоретическая прочность за счет дисперсионных сил оценивается около 600 МПа [5]. В предельно ориентированном полимере за счет прочности химических С—С-овязеи она должна достигать 30 000 МПа [5], т. е. теоретически в этом случае возможно упрочнение в 50 раз. При этом образец, конечно, толностью теряет эластичность, и длина молекул должна совпадать с длиной образца. Что показывает практика Упорядоченные и сориентированные природные полимеры— лен, паутина, натуральный шелк — обладают большой прочностью, достигающей (1,0ч-1,7)- 10 МПа. В последнее время удалось синтезировать волокна с прочностью при растяжении 3000 МПа — это ПРД-49 из поли-и-фенилентерефтальамида, кристаллы полиоксиметилена [26]. Ориентация путем вытяжки (табл. 1.2) В отличие от слабого упрочнения при изменении структуры в органических полимерах приводит к упрочнению в 3—28 раз i[22, 27, 28], а в неорганических (стекло) — в 25—35 раз. Ориентация в эластомерах приводит к такому же эффекту, как в жестких полимерах [5, 29] [c.20]

Чтобы достичь значения теоретической прочности, гомогенное тело при изотропном растяжении должно разрушаться абсолютно гомогенно, а не в одном или двух местах, где напряжение аномально концентрировано. Таким рбразом, в гомотец 1ом состоянии при [c.262]

Теоретической прочности твердых тел и полимеров в стеклообразном состоянии посвящены работы [61, 143, 174, 194] П. П. Ко-беко указывает, что если теоретическую прочность стекла рассчитывать, основываясь на химических и электрических силах взаимодействия частиц аморфного тела, то она составляет приближенно 0,1% модуля упругости при растяжении, определяемого экспериментально. Соотношение = 0,1 применимо для связей различных типов. Прочность кварцевого стекла 1200 кПмм , натриевого стекла бесщелочного состава 700—800 кПмм , стекла щелочного состава 400—600 кПмм . [c.129]

Таким образом, физически неоправданный результат для капроновых волокон (техническая прочность выше теоретической) объясняется тем, что для расчета теоретической прочности по фор муле Орована использовали модуль упругости, определяемый по диаграммам растяжения без учета дополнительной ориентации, что существенно занижало значение модуля упругости и соответственно значение теоретической прочности. Если для расчетов теоретичеокой прочности пользоваться акустическим модулем упругости при нагрузках, близких к разрывным, то теоретическая прочность оказывается более чем в 3 раза выше технической, что согласуется с общими представлениями о прочнос,ти твердых тел. Для. .идеально ориентированных волокон скорость рука приближается к 12—14 км/с, чтоприводит к значениям модуля упругости [c.251]

Найти теоретическую прочность на разрыв по отношению к всестороннему растяжению кристалла ХаС1. [c.74]