Трещины молекулярная модель

Механизм процесса роста и смыкания микротрещин в ориентированных полимерах основан на молекулярной модели микротрещины (рис. VI. 17). Разрыв связей в вершине трещины, независимо от типа связей, происходит с переходом потенциальной энергии через барьер и (рис. VI. 18). Обратный процесс — рекомбинация связей — сопровождается переходом через барьер V. Эта схема для удобства последующего изложения приведена для микротрещины в разгружаемом образце (о = 0). [c.210]

Молекулярная модель процесса разрушения ф Две стадии разрушения ф Теория движения трещины в напряженном образце ф Л атематическая теория трещин при хрупком разрушении ф Уравнение долговечности Щ Физический смысл постоянных в уравнении долговечности [c.294]

При хрупком разрушении, согласно молекулярной модели трещины Бартенева—Разумовской—Ребиндера [5 9 11.14], в ее вер- [c.294]

Рассмотрим следующий молекулярный механизм процессов роста и смыкания трещины в хрупком теле, исходя из молекулярной модели трещины (рис. 23). При разрыве связей в вершине трещины (независимо от типа связен в твердом теле) преодолевается потенциальный барьер и. При обратном процессе (восстановление связей между атомами, ионами, молекулами) преодолевается потенциальный барьер и. На [c.45]

Второй критерий получил большое распространение. Анализ механизма роста трещин в хрупком материале представляет особый интерес в связи с возможностью рассмотрения этого процесса на молекулярном и надмолекулярном уровне. Так, известна молекулярная модель трещины по Г. М. Бартеневу [85, с. 655], [c.53]

Г. М. Бартенев (13, 657] рассматривает механизм роста и смыкания трещин в хрупком теле, исходя из молекулярной модели трещины. Если в вершине трещины рвется связь, то преодолевается потенциальный барьер и, а величина барьера при восстановлении связей между элементами структуры равна и. [c.232]

Термофлуктуационные теории прочности полимеров, не имеющих микротрещин 146 Молекулярная модель трещины [c.4]

Молекулярная модель трещины [c.149]

Несмотря на то что было выполнено значительное количество исследований по различным аспектам образования трещин серебра, не существует общего мнения относительно механизма начала их роста. До сих пор не существует приемлемой теоретической модели, с помощью которой можно было бы предсказать, образуются ли в данном полимере при данных условиях трещины серебра или нет. А если это произойдет, то каково влияние температуры и скорости деформирования на образование и распространение трещины серебра. Конечно, это связано с тем, что начало роста трещины серебра зависит одновременно от трех групп переменных, характеризующих соответственно макроскопическое состояние деформаций и напряжений, природу дефектов, создающих неоднородность в материале, и молекулярные свойства полимера при данных температурных условиях и химической среде. Существует пять различных по смыслу моделей процесса возникновения трещины серебра, в которых используются различные определяющие параметры. Эти модели основаны соответственно на разности напряжений, критической деформации, механике разрушения, ориентации молекул и их подвижности. Результаты основных исследований и критерии начала роста трещин серебра, предложенные на основе указанных выше моделей, перечислены в табл. 9.4. [c.367]

Для упрощения математической обработки данных предложено [66] несколько моделей пористой структуры углеродных материалов с порами простой геометрической формы (хотя микроскопические исследования показывают, что такая простая конфигурация пор отсутствует). Сейчас общепринято характеризовать углеграфитовые материалы по размерам их пор в следующей общей форме грубые трещины и разрывы сплошности материала, макропоры, переходные поры, микропоры, ультратонкие поры молекулярных размеров. [c.52]

Невозможно установить предпочтительность того или иного критерия с помощью экспериментов, в которых определяют зависимость критического разрушающего напряжения от размера дефекта (трещины). Хотя было установлено, что оба критерия формально эквивалентны, очевидно, для модели сплошной среды это не так. Однако в более реальных случаях, когда рассматривается атомарная структура материала, было показано, что два критерия удовлетворяются одновременно, следовательно, они могут считаться эквивалентными. Уравнения, которые подтверждают этот вывод, были получены на основании предположения, что уравнения механики сплошной среды справедливы и на молекулярном уровне. [c.152]

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]

Хотя при математической формализации различных уровней обмена в рассмотренных схемах нашли отражение различные физические предпосылки, определяющими для них являются, в конечном итоге, одни и те же параметры — удельная поверхность блоков (причем в этом показателе косвенно учитывается конфигурация блоков и их размер), коэффициент молекулярной ди узии и емкостные показатели трещин и блоков. Подобная параметрическая тождественность модели позволяет широко использовать аналитическую экстраполяцию параметров для описания существенно разномасштабных процессов. Например, от комплексного массообменного параметра XJ = S DJ n характеризующего режим обмена в рамках схемы не- [c.151]

Потери третьего вида, обусловленные рассеянием упругой энергии при разрыве связей в вершине растущих трещин, были введены в теорию прочности исходя из молекулярной модели микротре-щнны и микропроцесса разрушения. Потери этого вида возникают вследствие того, что на границе перехода от свободной поверхности к сплошности происходит разрыв связей. В момент разрыва связей абсолютное значение квазнупругой силы достигает макси- [c.291]

Молекулярная модель микротрещииы в хрупком материале (рис. 11.6) является обобщением известных моделей трещины [c.295]

Более точная модель трещины в. хрупком материале представляет собой в поперечном разрезе не эллипс, а узкий разрез, принимающий под нагрузкой форму трещины с плавно сходящимися краями, как показано на рис. 4.11. Модель трещины на этом рисунке дана для твердого тела, представляемого в теории упругости в виде сплошной среды. В этой главе будут рассмотрены модели только такого типа. Молекулярные модели трещин будут использованы в гл. 6 и далее. Крейзы, образование которых связано с релаксационными процессами, также будут рассмотрены ниже. [c.71]

Потери третьего вида были рассмотрены автором и Разумовской [4.70], исходя из молекулярной модели микротрещины и микропроцесса разрушения. Потери этого вида возникают вследствие разрыва химических связей. В момент разрыва связей абсолютное значение квазиупругой силы Р (см. рис. 1.2) достигает максимального значения Рт, отвечающего критическому напряжению Ок в вершине микротрещины. После разрыва связей вершина трещины в этом месте передвигается на расстояние, равное одному межчастичному расстоянию. До точки максимума М возможен кьазистатический процесс растяжения связей, ио после точки М происходит самопроизвольный процесс разрыва связей и сброс энергии, так как концевые атомы, вышедшие на свободную поверхность при колебаниях, быстро рассеивают избыточную энергию. Этот процесс не связан с обычными механическими потерями в объеме материала, а является поверхностным эффектом. [c.92]

Молекулярная модель микротрещины (рис. 6.1) является обобщением известных моделей трещин Гриффита и Ребиндера. На границе перехода от области сплошности к свободной поверхности (штриховая линия) происходит разрыв связей между атомами (у полимеров рвутся связи С—С или другие химические связи). В момент, зафиксированный на рис. 6.1, атомы 1—5 находятся еще в объеме тела, а 6—10 и далее — на свободных поверхностях следовательно, следующий акт разрыва связи сведется в основнам к переходу 5—6. [c.149]

Третий вид потерь рассмотрен Бартеневым и Разумовской на основании молекулярной модели микротрещипы. При развитии микротрещины происходит разрыв связей между атомами в месте перехода от свободной поверхности к сплошной среде. При этом после разрыва каждой связи вершина трещинь1с перемещается на межчастичпое расстояние. Разрыву связи (а следовательно, и элементарному акту перемещения вершины трещины) предшествует ее деформация, в процессе которой квазиупругая сила между атомами достигает максимального значения, а после разрыва связи — уменьшается, приближаясь к нулю. После разрыва связи избыточная энергия рассеивается атомами, вышедшими на свободную поверхность нри их колебаниях. Потери этого типа пропорциональны числу разорванных связей, но не зависят от скорости роста трещин. [c.157]

Атермический и термофлюктуационный механизмы разрушения связаны с различной кинетикой роста микротрещин в хрупком материале, находящемся под растягивающим напряжением. Сначала рассмотрим молекулярную модель трещины, которая является обобщением известных моделей трещины Гриффита и Ребиндера (рис. 1.32) [232—235]. На границе перехода от сплошности к свободной поверхности (штриховая линия) происходит разрыв связей между атомами (у полимеров рвутся связи С—С или же другие химические связи цепей главной валентности). На рис. 1.32 атомы 1—6 находятся еще внутри тела, а 7—11 и далее —на свободной поверхности следовательно, акт разрыва сводится в основном к переходу 6—7. [c.90]

При попытке согласовать различные частично неудовлетворительные критерии начала роста трещины серебра с экспериментальными данными Аргон [165—167] и Кауш [11] предложили модели процесса возникновения трещины серебра, которые учитывают молекулярную структуру, жесткость цепей, конформационные изменения и межмолекулярное взаимодействие. Критерий перехода от области А к области В, предложенный Аргоном, основан на разрыве вогнутых границ раздела воздух— полимер (табл. 9.4). Кауш описал механизм образования зародыша трещины серебра, включающий три стадии [c.377]

С помощью используемой программы можно точно моделировать особенности геологического строения пласта, учитывая даже наклонные сбросы и возможности перетоков в них. В модели осуществляется трехмерное моделирование процесса сегрегации флюидов и учет эффектов гистерезиса, проявляющегося в случаях, когда нефть вторгается в водо- или газонасыщенную зоны и остается в них в своих критических значениях. При моделировании трещиноватых и пористо-трещиноватых пород существует возможность учета процессов фильтрации только по трещинам, или при наличии массообмена между матрицей и трещиной, или при учете перетоков и между соседними матрицами. При этом З итывается гравитационная пропитка и молекулярная диффузия между матрицами и трещинами. [c.180]

Очевидно, в действительности организация углерода является не на столько однородной, что постулируется в данной модели, причем, как на химическом уровне (межатомных связей), так и на более высоких уровнях. Проведенные в последние годы многочисленные структурные исследования показали, что не только в кристаллических, но и в аморфных углеродных объектах образуются упорядоченные структуры на молекулярном и надмолекулярном уровнях. Их возникновение приводит к тому, что углеродные вещества перестают вести себя как пространственно-гомогенные системы. В них появляются фаницы раздела, локальные неоднородности, которые могут быть зародышами трещин, фафитации и местами конценфации низкомолекулярных соединений. В работе предложена, например, весьма сложная модель строения чешуйки высокомодульного углеродного волокна, включающая перекрещивающиеся пачки ароматических лент, поры с осфыми углами, участки несовершенной упаковки лент, их резкие изгибы и скручивание. [c.22]

Модель превращения ламелей в микрофибриллы путем распрямления складчатых молекул и образования микрофибрилл из полностью распрямленных цепей была предложена ранее в работе (Kobayas hi, см. [4, гл. 7]) (см. рис. 111.5,6). Справедливость предположения об образовании микрофибрилл из полностью распрямленных цепей подтверждена недавними расчетами [5], проведенными при использовании ЭМ данных по деформации монокристаллов ПП. Показано, что длина микрофибрилл, образовавшихся в трещине между двумя неразрушенными участками монокристалла совпадает с длиной микрофибрилл, рассчитанной в предположении, что последние образовались при разгибании молекулярных складок в тонком слое кристалла у края трещин. Протяженность этого слоя рассчитывали, исходя из общей деформации монокристалла. [c.176]

Нередко особенности гидродинамики и химической кинетики удается объяснить с использованием модели тела, содержащего поры разных масштабов (трещино-вато-пористые системы) [21], В 16,2,2,2 приведены результаты моделирования процесса экстрагирования ЦК из капиллщ)но-пористой частицы с бидисперсной структурой, ЦК поступал в крупную транспортную пору, пронизывающую плоскую частицу, в результате молекулярной [c.474]

Эта формула аналогична выражению, выведенному с помощью энергетического критерия, и отличается только небольшим числовым коэффициентом. Отсюда следует, что когда удовлетворяется энергетический критерий разрушения, локальное напряжение в вершине трещины в материале приближается к силе молекулярной когезии, следовательно, одновременно удовлетворяется критерий предельного напряжения. Более полный и точный анализ этой проблемы провел Элиотт, который вывел уравнение для напряжения и смещения, применительно к линейным и дискообразным трещинам в двух- чи трехмерных безграничных изотропных упругих телах, подвергнутых растягивающему напряжению Затем была рассмотрена атомистическая модель, в которой трещина находится между плоскостями решетки, разделенными в не- [c.142]

Для исследования на численных моделях ионообменных процессов в гетерогенных средах нами использован общепринятый подход — аппроксимация трещиноватопористых пород условной расчетной средой, состоящей из правильно чередующихся хорошо- и слабопроницаемых слоев первые имитируют трещины, в которых преобладает конвективный механизм переноса, а вторые — пористые блоки, где доминирует молекулярно-диффузионный режим, осложненный реакциями ионного обмена. Хотя полной аналогии между массообменными процессами в трещинно-блочной и слоистой среде нет, подобное приближение мало сказывается на достоверности собственно физико-химических интерпретаций. [c.442]