Статистические дефекты структуры

Статистическая теория высокоэластической деформации описывает экспериментальную кривую напряжение—деформация в пределах деформации не более 50% (рис. 8.8). Ограниченное совпадение теории и эксперимента обусловлено как несовершенством пространственной сетки (дефектами структуры) так и несовершенством теории, не позволяющей количественно описать зависимость [c.115]

Однако из этих величин нельзя выделить вклад плоских скоплений дислокаций, играющих решающую роль в формировании механохимической активности металла. Вместе с тем в отдельных случаях (отсутствие упорядоченных копланарных скоплений, хаотическое или ячеистое распределение дислокаций), когда статистически усредненная при рентгеноструктурном анализе величина Да/а пропорциональна числу элементарных искажений решетки (т. е. плотности дефектов структуры), можно сопоставить данные рентгеноструктурного анализа с результатами изучения механохимической активности. [c.94]

Вероятно, основная причина статистической природы прочности резин заключается в наличии структурных неоднородностей, возникающих в результате неравномерной вулканизации в микрообъемах резины. В наполненных резинах структурные неоднородности и напряжения второго рода возникают еще и в результате наличия частиц наполнителя. Поэтому в резине, подвергнутой растяжению или другим видам деформации, возникают неравномерно распределенные напряжения второго рода, вероятно являющиеся причиной разброса результатов испытании в соответствии с теорией Волкова. В дальнейшем под дефектами структуры резины будут пониматься не только треш,ины, микроразрывы и другие дефекты, но и наиболее опасные неоднородности структуры. [c.164]

Важнейшей характеристикой прочностных свойств является долговечность т (время, в течение которого нагруженный образец не разрушается), отражающая кинетический характер процесса разрушения. В инженерной практике используются понятия кратковременной и длительной прочности. Кратковременная прочность, или разрывное напряжение сгр, обычно определяется на разрывных машинах при заданных режимах скорости нагружения, которые соответствуют т= 1-5-10, с. Длительная прочность обычно определяется при нагружении статистическими или переменными напряжениями, малыми по сравнению с ар. Прочность полимеров значительно ниже теоретической прочности материала с идеальной структурой (гл. 1). Причина низкой прочности реальных материалов заключается в наличии микротрещин и других слабых мест (дефектов) структуры, вблизи которых под действием внешних или внутренних напряжений возникают локальные концентрации напряжений. Трещины в упругом твердом теле приводят к разрушению. [c.60]

Повышение чистоты материалов позволяет на более высоком уровне изучать закономерности зарождения новой фазы, учитывая образование собственных и примесных дефектов структуры в кристаллах [252]. Для создания общей теории гетерогенного нестационарного зародышеобразования необходимы точные количественные данные о влиянии указанных дефектов и режимов кристаллизации на кинетические параметры процесса. Последнее возможно только при использовании статистических методов исследования и соответствующей обработке экспериментальных данных. [c.116]

По-видимому, в этих пределах лежат концентрации статистически распределенных дефектов структуры, а при больших концентрациях наступает микронеоднородное распределение дефектов, которое приводит к разделению фаз, или к коллективному искажению структуры, т. е. к фазовому переходу. Количественное определение этой границы условно, так как в кристаллах, полученных из реактивов степени очистки не выше 99.9%, имеются неконтролируемые примеси, концентрации которых того же порядка величины. По-видимому, в различных структурах и для различных сортов примеси границы существования данной фазы различны, они определяются искажением решетки, вносимым дефектом, обусловленным примесью. [c.102]

Техническая прочность, определяемая при разрыве, зависит от объема деформируемого материала (образца) чем больше объем, тем больше вероятность нахождения в Нем наиболее опасных дефектов структуры, тем ниже прочность, и наоборот. Таким образом, техническая прочность — статистический показатель, [c.245]

Для реальных изделий и сооружений, таких как магистральный газопровод (МГ) в процессе эксплуатации, выявить источники АЭ, отвечающие за развитие процессов старения (ранние стадии образования и развития разрушений на уровне образования морфологических дефектов структуры металла МГ) на фоне большого числа статистически неоднородных акустических помех, представляется весьма проблематичной задачей. [c.303]

Подводя итог трех различных статистических аспектов разрушения, можно сказать, что в первом случае (разрушение как статистическое событие) свойство (вероятность разрушения) относится к материальному телу в целом. Во втором случае один дефект, т. е. одна микронеоднородность в теле (из многих) считается доминирующей при его ослаблении. В третьем случае отдельные акты разрушения взаимодействуют и влияют друг на друга, определяя свой дальнейший рост. Тот же самый подход, который был использован здесь для объяснения разброса данных разрушения, мы встретим, например, в теории прочности, опирающейся на механику сплошных сред, механику разрушения и молекулярную структуру. [c.66]

Прочность определяется критическим напряжением сдвига, при котором наступает резкий разрыв сплошности тела. Прочность реальных тел невелика вследствие наличия дефектов в структуре, развивающихся в процессе деформирования. Поэтому прочность реальных тел зависит от времени действия нагрузки. Для прочности характерна также зависимость от размеров тела чем меньше размер, тем выше прочность в связи с меньшей вероятностью развития опасных дефектов. Согласно статистической теории прочности, разрыв происходит не одновременно по всей поверхности разрушения, а постепенно. Разрыв начинается с самого опасного очага разрушения, где напряжение достигает значения, сравнимого с величиной теоретической прочности, а затем происходит в других дефектных местах. [c.70]

В отличие от кристалла в жидкости и в аморфном твердом теле дальний порядок в расположении молекул отсутствует. Тем не менее наличие ближнего порядка и статистическое распределение различных конфигураций ядер с ближним порядком приводят к похожему уширению уровней и образованию зон, хотя структура их выражена гораздо менее определенно, чем в случае упорядоченных систем. Следует отметить, что в реальных кристаллах наличие различного рода дефектов решетки и примесей также может оказывать значительное влияние на идеальную зонную структуру. [c.482]

Особенности метода статистических испытаний при биномиальной последовательной процедуре определяются лишь моделью случайного процесса, связанного с появлением дефектов и определяемого в данном случае биномиальным распределением, а также особенностями вычисления оценочных уровней. Структура формирования последовательности случайных чисел, распределенных по отрицательному биномиальному закону распределения, приводилась на рис. 4.2. В остальном программа определения параметров при биномиальном законе остается аналогичной приведенной на рис. 4.3. [c.64]

В связи с этим в работах Афанасьева и Волкова получила развитие другая принципиально важная сторона статистической теории прочности, заключающаяся в следующем. Материал может не иметь явных дефектов, например, в виде микротрещин, но из-за микронеоднородности строения макроскопически однородное напряженное состояние образца (с точки зрения теории упругости) в действительности неоднородно при рассмотрении структурных микрообъемов (зерен в поликристаллических материалах, пачек и других элементов надмолекулярной структуры в полимерах, микрообластей расслоения в неорганических стеклах и т. д.). При чистом растяжении возникающие в различных микрообъемах материала микронапряжения распределяются неравномерно. Встречаются участки как более, так и менее напряженные, ц даже (очень редко) и участки, где имеется сжатие. Разрушаться начнут наиболее перенапряженные микрообъемы, если прочность материала для всех микрообъемов одинакова, или одновременно наиболее напряженные и структурно наиболее слабые, если механическая прочность микрообъемов неодинакова. При сжатии такого бездефектного материала в нем, в отдельных микрообъемах, могут возникать даже напряжения растяжения, которые приводят к микроразрывам и образованию микротрещин. [c.159]

Согласно статистической теории прочности различная прочность образцов малых и больших размеров с одной и тон же структурой объясняется тем, что в больших образцах вероятность наличия наиболее опасных дефектов или наиболее опасных напряжений второго рода больше, чем в малых. В очень малых образцах опасные дефекты вообще могут отсутствовать. Внутренние напряжения второго рода также не могут возникать в очень малых образцах, так как предельно малый образец может быть выбран так, чтобы структура его была полностью однородной. Следовательно, прочность малых образцов должна быть выше, чем больщих. [c.167]

Видно, что приближение об объемном усреднении ( = 1) надежно выполняется для низкочастотных пространственных структур с крупными неоднородностями (а = 1), для малоконтрастных структур (Дц 0) и локальных дефектов (/д 0). Больше того, даже для высококонтрастных и высокочастотных, но статистически выравненных по объему структурных неоднородностей [c.149]

Согласно современным представлениям, все твердые полимерные тела существенно неоднородны на различных уровнях их организации — молекулярном, топологическом, надмолекулярном. Здесь мы будем понимать под неоднородностями структуры такие отклонения в флуктуации плотности или в размерах упорядоченных областей, которые превышают статистические, термодинамические флуктуации при данных условиях. Имеются и другого типа неоднородности структуры, которые мы будем называть технологическими дефектами (пузырьки, поверхностные трещины и т. п.), которые обычно связаны с технологией получения полимерного образца. Действуя на неоднородный материал, поле напряжений становится также неоднородным и создает концентрацию напряжений в окрестности любого дефекта, что в конечном счете приводит к локальным пластическим деформациям и разрывам атомных связей, причем в первую очередь рвутся наиболее напряженные связи. Разрыв связи происходит под действием флуктуаций энергии теплового движения, а действующее механическое напряжение уменьшает потенциальный барьер, который необходимо преодолеть для разъединения атомов [81—85]. Накопление достаточного количества разрывов приводит к образованию субмикроскопических трещин (до нескольких сот ангстрем в направлении растягивающей силы и тысяч ангстрем в направлении, перпендикулярном направлению действующей силы). Длина субмикроскопических трещин обычно совпадает с размерами надмолекулярных образований полимера [95]. [c.218]

На другие важные преимущества стереоскопического метода недавно обратил внимание Андерсон [11, 12]. Стереоскопические снимки позволяют выяснить, являются ли наблюдаемые на микрофотографиях изменения контрастности изображения результатом различия в способности аморфного материала рассеивать электроны, или же результатом их отражения от кристаллографических плоскостей препарата. Одновременное рассматривание двух изображений одного и того же участка, снятых при различных углах наклона объекта, позволяет безошибочно отделить детали изображения, обусловленные структурой и свойствами самого объекта, от деталей, появление которых обусловлено дефектами фотоматериала и статистическими флуктуациями количества электронов. Наличие двух снимков дает возможность получить двойной выигрыш в числе электронов или зерен фотоэмульсии, участвующих в формировании изображения. Менее очевидно, но не менее важно, по словам Андерсона, еще одно преимущество стереоскопии. Сколько бы ни производилось снимков с одной точки зрения, изображения трехмерного объекта неизбежно будут портиться за счет, например, пленки-подложки. Но каждый из стереоснимков отличается от другого, и те дефекты, которые ухудшают качество изображения одного снимка, отсутствуют на другом. Поэто- [c.24]

Реальные макроскопические твердые тела обладают многочисленными статистически распределенными дефектами структуры (дислокации, микротрещины и т. д.). Волновые процессы в таких дефектных структурах имейт существенные особенности. [c.111]

Определение температуры хрупкости по Фраасу битум каучуковых смесей не всегда соответствует ГОСТу 11507-65, по которому она фиксируется с момента появления трещин. Это также связано с изменением характера разрушения при введении каучука. Для битума характерно хрупкое разрушение когда напряжения развивающиеся в местах дефектов структуры, достигают прочности битума, происходит быстрый рост трещин, так что разрушение образца отмечается при температуре испытани практически одновременно с появлением трещин. Характерны рисунок такого разрушения — гиперболическая кривая (рис. 1а). В случае битум-каучуковой смеси разрушению предшествует значительная обратимая деформация, характерная для каучуков-[11]. Поэтому картина разрушения иная (рис. 16) сначала на поверхности образца появляются мельчайшие трещинки, как волоски (закрытого типа), которые при снятии нагрузки затягиваются и поверхность образца снова становится гладкой. Развитие (разрастание) трещин при многократно повторяющихся нагруже-ни ях-разгружениях сдерживается благодаря способности каучука к релаксации возникающих напряжений, и поэтому собственно разрушение (как разрыв сплошности) наступает при гораздо более низких температурах. Этот температурный интервал между возникновением микротрещины и разрушением может быть очень большим (5—40°С). Наличие такого интервала и его величина определяются как содержанием каучука в смеси, так и типом каучука. Такой механизм разрушения имеет некоторую аналогию, с разрушением образцов пластмасс (например полистирола) при введении в них каучука для придания ударной прочности разрушение всего образца предотвращается благодаря образованию большого количества малых трещин, которые являются ограниченными [2]. Таким образом, при испытании по Фраасу битум-каучуковых смесей в общем случае наблюдаются две характерные температуры—появления трещин и собственно разрушения. Следует отметить также, что может иметь место значительны разброс экспериментальных данных вследствие проявления статистической природы прочности [11]. [c.126]

Реальные макроскопические твердые тела, как известно, всегда обладают многочисленными статистически распределенными дефектами структуры (дислокации, микротрещины и т. д.), снижающими прочность на несколько иорядков то сравнению с прочностью бездефектных (идеальных) твердых тел. [c.7]

По данным Вейдря н Понса [65] прочность композиции из растяжение при изменении пористости от 1 до 14% монотонно убывает (рис. 45). Результаты испытаний статистически осредняют влияние пустот как дефектов структуры. Рассмотрим влияние пустот на сопротивление межслойному сдвигу, так как касательные напряжения в ряде случаев являются причиной расслоения композиции. [c.198]

Рассмотрена химия твердого тела как последовательность взаимосвязанных областей химическая связь в твердых телах, основы статистической физики твердого тела, химия дефектов структуры и нестехиомет-рия, фазовые диаграммы, химические и физико-химические превращения в твердых телах. Описаны методы синтеза и исследования твердофазных материалов. [c.2]

В развитии обоих проблем фундаментальное значение приобретает коллоидная химия в тех ее современных формах, которые сложились в значительной степени под влиянием потребностей физико-химической механики и соответствующих областей практики — строительного дела, керамики и металлокерамики, технологии тонкого измельчения, грунто- и почвоведения. Большое значение коллоидной химии (учения о дисперсных системах и поверхностных явлениях) в развитии физико-химической механики связано с двумя обстоятельствами. Прежде всего все реальные твердые тела, включая и отдельные кристаллы, обладают своеобразной коллоидной структурой в виде сетки дефектов — ультрамикротрещин, статистически распределенных на среднем расстоянии (0,01 до 0,1 мк) друг от друга, т. е. на расстоянии сотни атомных размеров (параметров кристаллической решетки). [c.210]

Принцип непостоянства состава твердофазных соединений. Представления о переменном составе кристаллических соединений получили прочную основу после того, как в результате применения методов статистической термодинамики была установлена взаимосвязь между дефектами кристаллической решетки и несте-хиометрией н была доказана неизбежность появления нестехиометрии в любых ионных кристаллах. Современные представления о когерентном срастании фаз, термодинамически и кристаллохимически мало отличающихся друг от друга, например, позволили понять особенности ряда твердофазных материалов со специальными электрическими (суперионные проводники) и магнитными свойствами (высококоэрцитивные ферриты), объяснить природу нестехиометрии твердых электролитов со структурой р-глинозема н открыть новые возможности для синтеза подобных соединений. [c.167]

Оба типа дефектов — с незанятой частью пустот и со статистическим распределением нескольких элементов по одной правильной системе точек — могут встретиться в структуре одновременно. Так, например, Ag2HgJ4 кристаллизуется в структурном типе, близком к ZnS, с пропуском 25% октаэдрических пустот и при статистическом заполнении атомами серебра и ртути остальных 75%. [c.235]

Но в этом ответственном пункте обнаруживается слабость производственной функции (13.33). Попытки определения параметра п на основе структурных и динамических рядов У, К, L выявили неустойчивость его значений на одном и том же статистическом материале. У разных авторов величина и меняется от 0,15 до 0,75. Это обусловлено не столько дефектами информационного обеспечения, сколько концептуальной неадекватностью форм взаимосвязи У с Ки L, постулируемых структурой производственной функции (13.33). Практическая ненадежность оценок функции Кобба-Дугласа и других ( ES, функций Солоу, Сато) определяется нереальностью лежащих в их основе гипотез [c.557]

Значительное влияние на понижение усталостной прочности в крупногабаритных образцах оказывает анизотропия структуры и отдельные дефекты, служащие очагом концентрации напряжений и началом образования усталостной трещины. Вероятность образования дефектов и перенапряженных зерен возрастает с ростом размеров испьггуемого элемента. В связи со статистической природой процесса усталостного разрущения это приводит к увеличению вероятности разрушения, И не случайно поэтому влияние размеров на понижение пределов вьшосливости уменьшается в рафинированных сталях. [c.309]

Исследования разброса прочности и разрывных удлинений резки из НК и синтетических каучуков, полученных в различных условиях, показали, что статистический характер прочности связан с неоднородностью структуры вулканизационных сеток разброс показателя прочности у резин из холодных пластикатов СКС был меньше, чем у резин из горячих, у резин в оптимуме вулканизации — меньше, чем у перевулканизованяых, у резин до старения — меньше, чем после термоокислительного старения [41]. Влияние старения на разброс прочности резин из НК, СКС СКБ, СКБМ и неопрена подробно исследовалось Цыдзиком, 13иницким и Ивановой [42]. В этой работе также были получены данные, свидетельствующие о том, что разброс прочности связан " с дефектами молекулярной структуры, а не с микродефектами, которые могут иметь место в загрязненных или плохо приготовленных образцах. [c.63]

В-шестых, выяснилась связь между дискретностью структуры полимеров и дискретностью дефектов (микротреищи) в них, и как следствие, найдено объяснение появлению дискретного спектра прочности и долговечности, обнаруживаемого статистическими методами исследования. [c.6]

Согласно статистической теории [1,3, 8.1, 8.24—8.30], различие прочностей образцов малых и больших размеров -с одной н той же структурой объясняется тем, что в больших образцах вероятность присутствия наиболее опасных дефектов или наиболее опасных микронаиряженнй больше, чем в малых. В очень малых образцах волокон, наиример, дефекты больших размеров вообще не могут реализоваться. Поэтому самые низкие уровни ирочности очень тонких коротких волокон наблюдать невозможно. [c.245]

В предыдущем разделе мы вкратце рассмотрели основные макроскопические характеристики твердого адсорбента. Мы обсудили, что такое удельная поверхность и распределение пор по размерам в пористом адсорбенте. Для полного описания адсорбента, кроме того, важно как можно больше знать о микроскопической структуре поверхности. В этом отношении очень информативными являются современные спектроскопические и дифракционные методы, о которых говорилось в гл. V, разд. У-5. Определенную ценность представляет также статистическое распределение энергии центров адсорбции (см. гл. V, разд. У-4Г п гл. XIV, разд. Х1У-14). В некоторых случаях важную роль играют рассмотренные в разд. У-4 крупномасштабные поверхностные структуры, обусловленные поверхностными дефектами и дис- локациямн. [c.424]

Следующим этапом развития теоретических представлений о прочности является статистическая теория, рассматривающая твердое тело, как сплошную однородную среду с вкрапленными в нее дефектами. Такие дефекты неоднородны и распределены неравномерно в объеме материала и на его поверхности, причем разрушение образца происходит по наиболее опасным дефектам. Поэтому для одного и Т010 же полимера при определении прочности образцов наблюдается значительный разброс данных, который, очевидно, определяется структурой исследуемого материала. [c.214]