Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Скорость роста микротрещин

    Механические потери первого бр1 и второго вида бРг зависят от скорости роста микротрещины. При скорости, равной нулю, они исчезают. Потери третьего вида брз не исчезают и при бесконечно малой скорости роста микротрещины. [c.291]

    При термофлуктуационном механизме разрушения средняя скорость роста микротрещины v = vl v2, где и Уг — флуктуационные скорости соответственно роста и смыкания микротрещины, зависящие от вероятности процессов разрыва и восстановления связей, которые, в свою очередь, зависят от температуры Т и растягивающего напряжения о, которое снижает энергию активации разрыва связи ( /—аа ) и увеличивает энергию активации восстановления связи ((/ + (00 ). В результате для средней скорости роста трещины получается уравнение [c.298]


    Это уравнение не имеет строгого обоснования, так как а не является константой материала, а зависит от скорости роста микротрещины и площади вновь образующихся поверхностей при разрушении. [c.317]

    Вполне естественно, что приведенная выше общая закономерность проявления прочностных свойств твердых тел связана с зависимостью скорости роста микротрещин от напряжения. Эту зависимость исследовали на тонких прозрачных пленках ацетата целлюлозы [38, с. 1249]. Как будет показано в дальнейшем, для эластомеров наблюдается иная зависимость. [c.230]

    Для расчета временной зависимости прочности будем исходить из термофлуктуационной теории разрушения, согласно которой скорость роста микротрещины под действием постоянного растягивающего напряжения можно определить из выражения [c.53]

    Потери первого и второго видов зависят от скорости роста микротрещины, и при приближении скорости к нулю эти потери исчезают. Потери третьего вида не исчезают даже тогда, когда скорость роста трещины V очень мала. Строго говоря, под пороговым напряжением Гриффита оо следует понимать напряжение, при котором трещина начинает расти с предельно малой скоростью. При возрастании скорости развития трещины неизбежно возникают потери первого и второго видов, и член [c.92]

    Зависимость скорости роста микротрещин от напряжения должна приводить к временной зависимости прочности даже при атермическом механизме разрушения. По мере роста краевой микротрещины в глубь образца напряжение о в еще не разрушенном поперечном сечении постепенно возрастает, если растягивающая нагрузка в процессе опыта сохраняется постоянной. Одновременно возрастает скорость роста трещины V, начиная от стартовой Vs и кончая предельной Оос, в соответствии с уравнением (4.36), котором а теперь должно быть заменено на о, а Vs на V. Связь между этими напряжениями для тонкой полоски задается уравнением 0 = о/(1—IIЬ), где [c.96]

    Скорость роста микротрещин и их перерастания в макротрещины зависит от строения и формы микротрещин. У полимеров строение трещин зависит от особенностей их структуры и молекулярной организации. Если в поликристаллических низкомолекулярных телах трещина подобна щели, то в полимерах она как бы перехвачена тяжами из ориентированного полимерного ма-л(иии. — териала, что схематично изображено на рис. 133. Образование таких тяжей в мик- [c.226]

    Для определения скоростей роста микротрещин, энергии разрушения или связанного с ней критического разрушающего напряжения необходимо использовать образцы такой геометрической формы, для которой известно распределение напряжений Примеры типичных образцов как для статических, так и для циклических испытаний приведены на рис. 1.26. Экспериментальные методы могут быть самыми различными [29, 442, 773] (подробно см. в оригинальной литературе). [c.48]


    Следовательно, время, за которое микротрещина пересекает сечение полимера, является весьма важной характеристикой при определении механизма, по которому происходит развитие вынужденной эластической деформации полимера в ААС. Очевидно, что это время определяется двумя факторами скоростью роста микротрещины и поперечным сечением деформируемого образца. В существовании второго фактора нетрудно убедиться, испытывая в жидкой среде образцы различного поперечного сечения, при постоянстве других параметров растяжения (скорость растяжения, природа активной жидкости, температура и т. д.). [c.131]

    Рост микротрещины является проявлением того же самого локализованного перехода полимера в ориентированное состояние, однако особенностью этого процесса является взаимодействие полимера с жидкой средой. Это обстоятельство отражается на энергии активации процесса и активационном объеме, но не меняет его активационного механизма. В связи с этим зависимость скорости роста микротрещины (ш) в среде от приложенного механического напряжения имеет вид, аналогичный уравнению (5.1) [c.133]

    Зависимость скорости роста микротрещии от состава смеси н-пропанол — вода представлена на рис. 5.25. Из рисунка следует, что скорость роста микротрещин практически не зависит от состава смесей в широкой области их соотношений и только при малых концентрациях спирта резко уменьшается. Нетрудно заметить, что вид зависимости скорости роста микротрещин от концентрации поверхностно-активного вещества напоминает изотерму адсорбции. На наш взгляд, такое совпадение не случайно и объясняется следующими причинами. Очевидно, что [c.142]

    На рис. 5.31 приведены данные по определению наиболее вероятных скоростей роста микротрещины, полученные с помощью кино-фотосъемки (/) и путем обработки соответствующих кривых растяжения (2), от логарифма скорости растяжения. Хорошо видно, что нри малых скоростях деформирования, когда число возникающих микротрещии сравнительно невелико, наблюдается удовлетворительное совпадение наиболее вероятной линейной скорости роста микротрещии, определяемой по максимуму на кривой распределения (рис. 5.30), и средней скорости роста, определяемой из кривой растяжения. Однако нри деформировании с высокой скоростью, когда резко увеличивается число возникающих микротрещин, как это видно на рис. 5.30, средняя скорость роста микротрещии, определенная из кривой растяжения, становится значительно больше соответствующего значения, получаемого из прямых микроскопических наблюдений. [c.147]

    Если исходить из флюктуационного механизма разрушения, скорость роста микротрещины v следует считать равной V — Vi, где 1 1 и — флюктуационные скорости роста и смыкания микротрещины, зависящие от вероятностей процессов разрыва и восстановления связей при данном напряжении а и температуре Т. Выражение для V имеет следующий вид  [c.97]

    Здесь Ук = Яго —критическая скорость роста микротрещины Ус — частота тепловых колебаний, которая для полимеров принимается примерно равной 10 сек-. Следовательно, у Л 1500 м/сек, что по порядку величины близко к предельной скорости разрушения ПММА < = 700 м/сек, предсказываемой [c.97]

    При напряжении о = Оо скорость роста микротрещин u = О, что соответствует равенству U—U — 2а ао. Отсюда следует, что безопасное напряжение равно  [c.98]

    Если отсутствуют переходы из одного состояния в другое, то для линейных полимеров разрушающее напряжение СТр прямо пропорционально скорости роста микротрещины v и члену [c.247]

    Вполне естественно, что приведенная выше общая закономерность прочности твердых тел связана с зависимостью скорости роста микротрещин от напряжения. Эту зависимость недавно исследовали на тонких прозрачных пленках ацетата цел- [c.161]

    Учтем, что при а = ао скорость роста микротрещины бесконечно мала и потери первого и второго вида равны нулю. Поэтому упругая энергия химической связи при ее разрыве переходит в свободную поверхностную энергию и затрачивается на поверхностные потери третьего вида брз. Таким образом, в основе определения безопасного напряжения при кинетическом подходе, как и при термодинамическом подходе, лежит баланс энергии при разрушении. Так как при разрыве химической связи полимерной цепи образуются две новые микроплощадки свободной поверхно.сти площадью лЯл, то [c.311]

    При а = Оо скорость роста микротрещины бесконечно мала, вследствие чего все виды потерь, зависящие от скорости деформации, равны нулю. Поэтому расчет сго справедлив и для хрупкого, и для квазихрупкого состояния с тем отличием, что коэффициенты концентрации напряжений при одном и том же значении /о будут различны. Коэффициенты 3 рассчитываются по формулам механики разрушения, приведенным в гл. 4. Там же показано, что при о = 0 энергия, идущая на разрыв химической связи, состоит из двух частей LJq= Uo—Uo)- -Uq, где (i/o—i/o )—энергия, идущая на образование свободных поверхностей (свободная поверхностная энергия), а Uo—механические потери третьего вида (Qa — поверхностные потери), не зависящие от скорости роста микротрещины и не исчезающие при сг=(Го и 0 = 0. При а=сго упругая энергия целиком переходит в свободную поверхностную энергию, которая пропорциональна Uq—Uo, а оставшаяся часть потенциального барьера преодоле- [c.168]


    Скорость роста микротрещин и их перерастания в макротрещины зависит от строе-лия и формы микротрещин. У полимеров строение трещин зависит от особенностей их структуры и молекулярной организации. Если в поликристаллических низкомолекулярных телах трещина подобна щели, то в полимерах она как бы перехвачена тяжа-ми из ориентироваииого полимерного ма- иСОо териала, что схематично изображено на а., рис. 133. Образование таких тяжей в микротрещинах свидетельствует о структурных аномалиях в этих областях, что сказывается на деформации полимеров. Деформации полимеров, как известно, в стеклообразном состоянии очень малы, а в области микротрещин они возрастают и может происходить ориентационная вытяжка полимера. Это является специфическим свойством полимеров, обусловленным размерами, формой, гибкостью макромолекул и структуро-образованием в полимерах. Образовавшиеся тяжи несколько замедляют рост трещин, но по мере их растяжения и возрастания напряжения они разрываются и трещина разрастается в определенном направлении, переходя в макротрещину, вплоть до разрыва образца. [c.226]

    Для его решения необходимо знать зависимость его параметров от напряжения, времени и эффективного давления газообразной окружающей среды. На основании экспериментальных данных автор делает ряд допущений р — есть функция напряжения, которая не зависит от времени, Ь — постоянная величина для зрелой микротрещины, v — скорость роста микротрещины, зависящая от напряжения. При постоянном напряжении р, Ь а V увеличиваются с повышением эффективного давления окружающей среды. Рассчитанные на основании сделанных допущений кривые растяжения ПХТФЭ качественно отражают его механическое поведение. [c.136]

    На рис. 5.23 показаны зависимости времени выхода кривых растяжения на плато для образцов ПЭТФ различной толщины, при их деформации в трех нормальных алифатических спиртах. Хорошо видно, что во всех случаях эти зависимости носят прямолинейный характер, свидетельствующий о независимости скорости роста микротрещии от толщины исследуемого образца. Из наклона зависимостей легко определить значение скорости роста микротрещин. [c.140]

    Для понимания механизма деформации полимера необходимо знать, какие именно свойства жидкости и каким образом влияют на рост микротрешин, определяющий развитие неунру-гой деформации. Из рис. 5.23 следует, что скорость роста микротрещин в ПЭТФ очень сильно зависит от природы используемой жидкой среды. С помощью описанного выше метода определения скорости роста микротрещин из кривой растяжения можно найти основные факторы, регулирующие процесс их развития. [c.140]

    На рис. 5.24 показана зависимость средней скорости роста микротрещин при растяжении ПЭТФ со скоростью 1,83 мм/мип в ряде адсорбциоино-активных сред от их вязкости при температуре испытания (32 °С). Хорошо видно, что скорость роста мнкротрещин, которая обусловливает скорость развития неупругой (вынужденной эластической) деформации полимера, зависит от вязкости используемой адсорбционно-активной среды. [c.140]

Рис. 5.24, Зависимость предела вынужденной эластичности (/) и скорости роста микротрещин (2) от вязкости жидких сред, в которых проводят растяжение ПЭТФ Рис. 5.24, Зависимость <a href="/info/886265">предела вынужденной эластичности</a> (/) и скорости роста микротрещин (2) от <a href="/info/109910">вязкости жидких</a> сред, в которых проводят растяжение ПЭТФ
Рис. 5.25. Зависимость скорости роста микротрещин в ПЭТФ от состава смеси н-пропанол — вода, в которой проводят растяжение со скоростью 1,83 мм/мин. Рис. 5.25. <a href="/info/73000">Зависимость скорости роста</a> микротрещин в ПЭТФ от состава смеси н-пропанол — вода, в которой проводят растяжение со скоростью 1,83 мм/мин.
    Важным фактором, определяющим механическое поведение полимера в адсорбционно-активной среде, являются условия его деформации. Рассмотрим как влияют на скорость роста микротрещин условия нагружения полимера. В работе [220] проводили вытяжку ПЭТФ в различных средах в широком интервале скоростей растяжения. Результаты этого исследования представлены на рис. 5.27, из которого следует, что скорость роста микротрещины нелинейно возрастает с увеличением скорости растяжения. Это хорошо согласуется с результатами, полученными при определении скорости роста единичной микротрещины [189, 190]. Видно, что кинетический фактор ограничивает скорость роста мнкротрещин во всем исследованном интервале скоростей растяжения, поскольку чем меньше молекулярные размеры и вязкость среды, тем выше скорость роста микротрещины. [c.143]

    Эти результаты представляются весьма важными, поскольку они позволяют получить информацию не только о характере деформации полимера в ААС, но и о его исходной структуре. Действительно, обнаруженные особенности возникновения и роста мнкротрещин свидетельствуют о важной роли микродефектности полимера в его механическом поведении. Проявлением неоднородности является, в частности, возникновение щейки в деформируемом полимере в каком-либо одном, самом опасном , месте. Наличие распределения скоростей роста микротрещии в деформируемом полимере свидетельствует о существовании в материале набора микродефектов, создающих множество концентраторов напряжения, инициирующих локализованную пластическую деформацию. Эти концентраторы напряжения различаются ио опасности и вовлекаются в процесс инициирования локализованной пластической деформации или, что то же, в процесс зарождения микротрещии, при различных уровнях напряжения, запасенных образцом. В силу замедленности релаксационных процессов, протекающих в стеклообразных полимерах, уровень запасаемых полимером напряжений легко изменять, меняя скорость его деформации. Как видно из рис. 5.29, при этом не только возрастает наиболее вероятная линейная скорость роста микротрещин, но и заметно расщиряется их распределение, что свидетельствует о вовлечении в процесс деформации множества новых концентраторов напряжения. [c.145]

Рис. 5.31. Зависимость наиболее вероятных линейных скоростей роста микротрещин (/) и скоростей роста, определенных из кривых растяжения (2) от логарифма скорости растяжения при деформировании ПЭТФ в этаноле. Рис. 5.31. Зависимость <a href="/info/6336">наиболее вероятных</a> <a href="/info/676636">линейных скоростей роста</a> микротрещин (/) и <a href="/info/9066">скоростей роста</a>, определенных из <a href="/info/22959">кривых растяжения</a> (2) от <a href="/info/357940">логарифма скорости</a> растяжения при деформировании ПЭТФ в этаноле.
    Проведенное сопоставление свидетельствует о том, что средняя скорость роста микротрещин, получаемая из кривой растяжения, удовлетворительно соответствует реальной наиболее вероятной скорости роста микротрещии только в области невысоких скоростей деформации, при которых, как видно из рис. 5.30, количество возникающих мнкротрещин относительно невелико. При повышенных скоростях растяжения общее коли- [c.147]

    Ранее было высказано предположение, что при Т Гхр у вершин микротрещнн происходит вынужденноэластическая микродеформация. Если это так, то это может быть доказано прямыми численными расчетами [260, 261], так как для ПММА мы располагаем всеми данными как для времени релаксации т, так и для начальной скорости роста микротрещин в хрупком материале. Последняя согласно формуле ( I. 37) равна  [c.104]

    Активность жидкой среды ограничивается вязкостью. Существенное влияние вязкости жидкой среды на эффективность ее взаимодействия с деформируемым полимером признается большинством исследователей [12, 15, 63]. Известные [66] закономерности, связывающие разрыхление структуры полимеров с вязкостью среды, наиболее логично сочетаются с ликвокинетическим подходом. Силы вязкости препятствуют продвижению жидкости в полости микродефектов и снижают скорость роста микротрещин при Ьрочих равных условиях тем больше, чем выше скорость деформации. Так как поглощение жидкости пленкой,,измеряемое в макроскопическом эксперименте, есть результат внедрения жидкости в структуру полимера на первом этапе и выдавливания ее на втором этапе (см. разд. 1.1), то увеличение вязкости жидкой среды при сохранении движущей силы процесса приводит к увеличению объема поглощенной жидкости (см. рис. 1.31). [c.53]


Смотреть страницы где упоминается термин Скорость роста микротрещин: [c.131]    [c.298]    [c.298]    [c.93]    [c.159]    [c.139]    [c.143]    [c.143]    [c.329]    [c.142]    [c.142]   
Высокодисперсное ориентированное состояние полимеров (1984) -- [ c.133 , c.140 , c.142 ]

Прочность полимеров (1964) -- [ c.161 , c.163 ]




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Микротрещины



© 2025 chem21.info Реклама на сайте