Кинетическая концепция разрушени

КИНЕТИЧЕСКАЯ КОНЦЕПЦИЯ РАЗРУШЕНИЯ ПОЛИМЕРОВ [c.293]

Регель и др. [74] показали, что закономерность подобного накопления разрушений применима к волокнам ПАН, нагружаемых с частотой 24 Гц в течение 1,5-10 циклов. Для пленок ПММА, вискозного волокна и волокна капрона (ПА-6) соответствие экспериментальных данных и выражения (8.11) можно было получить благодаря охлаждению воздухом образцов, испытываемых на усталость, после предварительной вытяжки или термообработки при повышенных температурах. Эти же авторы пришли к выводу, что выражение (8.11) будет описывать усталостное разрушение, согласно кинетической концепции разрушения, если температура Т (окружающей среды) и активационный объем у будут заменены величинами Т и у, которые зависят от параметров эксперимента при утомлении (частоты, формы импульса напряжения или деформации). [c.262]

Изучение зависимости механической долговечности от температуры является особенно важным для развития кинетической концепции разрушения твердых тел. Анализ данных о влиянии температуры на долговечность, как будет показано ниже, позволяет понять механизм процессов, определяющих прочность, на атомном уровне и вскрыть физическую природу разрушения твердых тел. [c.55]

Согласно кинетической концепции разрушения, роль внешнего напряжения на первой стадии разрушения сводится к уменьшению кинетической энергии, необходимой для преодоления потенциального барьера, т. е. к уменьшению энергии активации разрыва связей и тем самым к увеличению вероятности разрыва связей в твер- [c.296]

Перечисленные закономерности позволили Журкову сформулировать кинетическую концепцию разрушения твердых тел. Основная ее идея применительно к полимерам состоит в том, что разрушение происходит в результате больших тепловых флуктуаций, приводящих к разрыву химических связей в полимерной цепи, а роль напряжения сводится к понижению энергии активации этого процесса. Поскольку среднее время ожидания разрушающей флуктуации описывается формулой [c.371]

Молекулярно-кинетическая концепция разрушения [c.222]

Чтобы корректно рассмотреть процесс разрыва связей как в полимерной цепи, так и в твердом теле, т. е. построить фо-нонную теорию разрушения, в ряде случаев необходимо рассматривать не тепловые колебания отдельных атомов, а распространение, взаимодействие и генерирование фононов — статистически независимых квазичастиц. Этим будет сделан следующий необходимый шаг в развитии общей кинетической концепции разрушения. [c.29]

Журковым с сотр. доказано, что природа разрушения полимеров связана с термофлуктуационным механизмом разрыва полимерных цепей. Предложено уравнение долговечности т = =t(la, Т) в виде экспоненциального закона с тремя постоянными, имеющими определенный физический смысл. Сформулирована кинетическая концепция разрушения тел, заключающаяся в том, что основной причиной разрыва химических связей в полимерной цепи является тепловое движение и флуктуации локальной кинетической энергии. Применение уравнения долговечности Журкова сопряжено с определенными трудностями 1) не указаны границы применимости уравнения 2) не указаны состояния твердого полимера, для которых применимы результаты проверки уравнения Журкова фактически почти все экспериментальные данные получены для квазихрупкого состояния 3) существует неопределенность в физической трактовке предэкспоненты То. [c.143]

Согласно кинетической концепции разрушения, роль внешнего напряжения сводится к уменьшению кинетической энергии, необходимой для преодоления барьера, т. е. к уменьшению энергии активации разрыва связей и тем самым к увеличению вероятности разрыва связей в твердом теле. Сам же акт разрыва представляет собой флуктуацию локальной кинетической энергии, возникающую в результате подхода к вершине микротрещины фонона достаточной энергии и завершающуюся разрывом химических связей. Отсюда следует, что флуктуационный механизм разрушения можно назвать разновидностью фононного механизма разрушения. Тот факт, что в большинстве случаев для полимеров в квазихрупком состоянии энергия активации разрушения практически совпадает с энергией соответствующих химических связей, привел к заключению, что разрушение полимера выше Тхр происходит путем квазинезависимых разрывов отдельных полимерных цепей. [c.151]

Предпосылкой для формирования кинетической концепции разрушения послужили не только общетеоретические соображения, тем более, что априори вряд ли можно было предсказать действительную роль тепловых флуктуаций в явлении макроскопического разрыва тела. Косвенное влияние на развитие этого направления оказали работы по изучению деформационных свойств твердых тел (ползучести) и релаксационных явлений. Молекулярно-кинетические представления здесь стали разрабатываться несколько ранее [6, 20—26]. Термофлуктуационная природа элементарных актов межатомных или межмолекулярных перегруппировок и активирующее влияние механических напряжений, понижающих высоту энергетического барьера для перегруппировок, рассматривались уже с 30-х годов, как физическая основа для объяснения кинетики процессов деформирования, вязкого течения и релаксации напряжений, особенно в полимерах [6, 25]. [c.11]

С точки зрения кинетической концепции разрушения долговечность может служить фундаментальной характеристикой механической прочности испытуемого материала. Ее можно рассматривать как величину, обратную усредненной скорости Ур процесса разрушения [c.21]

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]

Этот результат имеет весьма серьезное значение в разработке кинетической концепции разрушения. Наряду с этим возможности прямого наблюдения напряжений межатомных связей открывают широкие перспективы для исследования механических процессов на атомно-молекулярном уровне. [c.160]

Исследование этого процесса в разработке основ кинетической концепции разрушения играет особенно важную роль. [c.228]

Итак, в основу феноменологических исследований особенностей процесса разрушения при циклическом нагружении по сравнению со статическим (т. е. в основу изучения явления циклической усталости) с позиций кинетической концепции разрушения должны быть положены опыты по сравнению долговечностей Тц, определенных по формуле (49), с соответствующими долговечностями Тст, определенными при статических испытаниях при постоянном напряжении сто- Результаты такого сравнения должны ответить на вопрос, действительно ли в основе разрушения при данных разных режимах нагружения лежат одинаковые термофлуктуационные процессы или же они существенно отличаются друг от друга. Если в основе разрушения при любом режиме нагружения лежат процессы, природа которых отражается формулой (4), и если, кроме того, принцип суммирования нарушений справедлив, то при сопоставимых условиях испытаний значения долговечностей Тц и Тст должны совпадать. [c.396]

Регель В. P., Лексовский A. М. Изучение циклической усталости полимеров на основе представлений кинетической концепции разрушения.— Механика полимеров, 1969, т. 5, с. 70—96 Регель В. Р. Кинетическая концепция прочности как научная основа для прогнозирования долговечности полимеров под нагрузкой.— Механика полимеров, 1971, т. 7, с. 98—112. [c.325]

Перечисленные экспериментальные факты показывают, что для всех исследованных материалов, в согласии с представлениями кинетической концепции разрушения, при соответствующих условиях испытания значения долговечностей при [c.401]

Таким образом, опыты по изучению кинетики разрушения в условиях гидростатического давления не только не противоречат основам кинетической концепции разрушения, но могут служить дополнительным подтверждением их справедливости. Более того, опыты по изучению кинетики разрушения и деформирования твердых тел в условиях высоких гидростатических давлений и анализ соответствующих данных с позиций кинетической концепции прочности, как видно из рассмотренных результатов, несомненно, обогащают представления о природе разрушения и могут дать интересную информацию об элементарных актах этого процесса. [c.441]

Остановимся в заключение этого параграфа на той большой роли, которую играет изучение магистральных трещин в развитии кинетической концепции разрушения. Действительно, излагаемые выше результаты изучения разрушения различными прямыми методами ставились, как правило, так, что исследовались те или иные процессы (напряжение и первичный распад межатомных связей, последующие механо-химические реакции, образование сумикроскопических трещин, появление и развитие микроскопических трещин) во всем объеме нагруженного тела (полимера). Безусловно, получаемая здесь информация имеет первостепенное значение для выяснения физики разрушения. Без этих данных, собственно, и нельзя строить физическую теорию разрушения тел. Но, с другой стороны, все эти данные, позволяя шаг за шагом описывать ход разрушения, не могут пока дать возможность предсказать с достаточной точностью долговечность тела. Это и понятно, так как указанные методы применялись ко всему объему нагруженного гела, а разделение тела на части — процесс сильно локализованный. [c.351]

Исчерпывающие ответы на них должны быть получены в результате дальнейшего развития кинетической концепции разрушения и учета взаимосвязи термофлуктуационного процесса разрушения с термофлуктуационным же процессом деформирования. [c.532]

Наблюдаемые на опыте случаи снижения циклической долговечности по сравнению со статической не нарушают основ кинетической концепции разрушения и могут быть объяснены за счет эффектов саморазогрева или за счет различия структурных изменений в испытываемых материалах при разных режимах нагружения. [c.261]

Начиная с конца сороковых годов, внимание исследователей к проблеме прочности полимеров значительно усилилось [4, с. 8—14 36]. В 1951 г. автором была развита молекулярная кинетическая концепция разрушения полимеров, в соответствии с которой с повышением температуры уменьшается число межмолекулярных связей, несущих нагрузку при данной частоте приложения деформируюшрй силы. Увеличение частоты приложения деформирующей нагрузки приводит к тому, что уменьшается число межмолекулярных связей, разрушающихся за время действия силы и, следовательно, не участвующих в распределении нагрузки по объему образца. [c.9]

Из анализа представленных данных следует, что разрушающее напряжение для всех трех типов испытанных образцов одинаково при квазиравновесном способе испытания и оказывается тем большим, чем больше концентрация полярных атомных групп при растяжении с конечным значением скорости. Для развития молекулярно-кинетической концепции разрушения, основанной на термофлуктуационном механизме преодоления связей, препят- [c.224]

Никонов Ю.А. Усталостная прочность твердых тел с позиций кинетической концепции разрушения Автореф. дас. на соиск. учен, степени канд. физтмат. наук. - Л., 1975. - 16 с, [c.53]

Систематич. изучение Д. различных по структуре и свойствам материалов, определение для разных материалов значений т , я у позволили развить новые представления о природе разрушения твердых тел — кинетическую концепцию разрушения, а исходя из нее, разрабатывать термофлук- [c.375]

Проблема эта сложна и требует серьезного обсуждения и изучения. Важность ее была понятна с самого начала постановки исследований, направленных на развитие кинетической концепции разрушения. Решение этой проблемы требует дополнительных опытов и ее целесообразно обсудить более основательно после изложения всего комплекса экспериментальных данных, полученных при разработке кинетических представлг-ний о процессе разрушения (в том числе и прямыми методами). Учитывая это, мы еще вернемся к обсуждению данной проблемы в гл. VIII. [c.129]

Таким образом, изучение кинетики образования субмикротрещин подтверждает те основные черты механизма возникновения трещин, которые вырисовывались на основе предыдущих исследований. Кроме того, именно эти исследования прямо указывают на термофлуктуационную природу актов зарождения субмикротрешин, что весьма важно для общей кинетической концепции разрушения ). [c.313]

Дислокационная модель разрушения кристаллов. В работах [923—944] предприняты попытки объединить представления теории дислокаций и кинетической концепции разрушения. Такой подход к решению проблемы разрушения кристаллических тел привлекателен тем, что учитывает реальные особенности строения продеформированных кристаллов — наличие дислокаций, которые во многом предопределяют механические свойства. Существование дислокаций обеспечивает возможность образования устойчивых трещин в телах, не содержащих грубых дефектов. Согласно оценкам [967] в кристаллах могут существовать тонкие плоские трещины с линейными размерами вплоть до 10 —Ю СуИ. Если бы вокруг этих трещин не было дислокаций, то трещины самопроизвольно захлопывались бы с образованием призматических дислокаций, поскольку упругая энергия дислокации меньше, чем поверхностная энергия трещины. При наличии скопления дислокаций становится возможным возникновение трещин. Как показано в [968], если ряд одноименных дислокаций останавливается препятствием, то большие перенапряжения вблизи головной дислокации могут вызвать локальное разрушение связей и образование микротрещин. [c.477]

В самой грубой схеме элемент разрушения можно представить в виде набора гибких нерастяжимых нитей различной длины, закрепленных между двумя параллельными пластинами (рис. 287). Деформирование такого элемента не требует усилий до тех пор, пока не натянется какая-либо из нитей. Дальнейшее деформирование невозможно, пока не разорвется натянутая нить. Распределение нитей по длинам и по прочностям может быть самым различным. Прочность нитей при этом можно характеризовать критическим разрывным напряжением, не зависящим от времени его действия (схема, близкая к схеме Маргетройда [72,73]), либо учитывать временную зависимость прочности (схема, соответствующая основным положениям кинетической концепции разрушения). [c.523]

Представление о термофлюктуационной природе процесса разрушения твердых тел и полимеров было выдвинуто в работах [56, 69, 70] и подтверждено в последние годы в экспериментальных работах Журкова с сотрудниками. Результаты этих экспериментов позволили обоснованно сформулировать так называемую кинетическую концепцию разрушения, утверждающую его термофлюктуационную природу. Из этой концепции вытекает в общем виде температурновременная зависимость прочности. В атермическом механизме разрушения твердых тел временная зависимость прочности практически отсутствует. [c.28]

Наиболее детальное изучение процесса разрущения с позиций кинетической концепции разрушения проведено на одноосно-ориентированных кристаллических полимерах, обладающих одномерным строением на молекулярном (длинные цепные молекулы) и надмолекулярном (фибриллоподобные образования) уровнях [95]. Для калориметрического исследования был выбран хорошо охарактеризованный прямыми физическими методами объект — предельно ориентированные моноволокна капрона с разрушающим напряжением при растяжении около 800 МПа в расчете на исходное сечение и относительным удлинением при разрыве 16—17% (при комнатной температуре). Для выявления энергетических эффектов, связанных с разрывами макромолекул, был использован прием повторных нагружений, вытекающий из кинетической концепции разрушения и экспериментального изучения разрушения полимеров [94, 95]. [c.207]

Процесс разрушения в условиях ползучести - это кинетический процесс образования, развития и накопления внутри тела или на его поверхности несплощностей, приводящий к разделению тела на части. В работе [189] подчеркивается, что разрушение есть полный разрыв связей между атомами внутри какой-то области тела, в результате которого происходит образование дефекта. Накопление таких дефектов ведет к образованию, а затем и слиянию микротрещин. Эта точка зрения основана на известной кинетической концепции разрушения, сформулированной С. Н. Журковым [84[, которая утверждает, что разрушение есть разрыв тепловыми флуктуациями наибо- [c.15]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология