Трещины кинетика роста

Результаты многочисленных работ по статической усталости и по кинетике роста трещин часто обсуждаются в терминах коррозии под напряжением . Если под коррозией понимать растворение с переходом атомов твердой фазы в объем раствора, то такой процесс действительно иногда вносит существенный вклад в общую картину [297]. Однако чаще всего судьба атомов, образовавших связь, после ее гидролитического расщепления несущественна. В ряде случаев можно утверждать, что они остаются на месте, так как активная среда не образует жидкой фазы, а присутствует в виде адсорбционного слоя [268]. Однако даже если они переходят в раствор (может быть, с переотложением в другом месте, если раствор насыщенный), то мерой действия среды все равно может служить работа адсорбции, хемосорбции или топохимической реакции, т. е. термодинамика поверхностных взаимодействий. [c.97]

Кинетика роста трещины серебра в метаноле объясняется течением жидкости сквозь пористый материал, содержащий трещины серебра (в котором среднее расстояние между пустотами 0,25 мкм, размер пустот 72 нм, а предел вынужденной эластичности при образовании трещины серебра 9 МПа) [c.369]

Долговечность образца под действием заданного напряжения в интервале (оо, акр) складывается из времени разрыва на первой и второй стадиях. Из рассмотрения кинетики роста трещины следует интерполяционная формула для долговечности [17], совпадающая с эмпирической формулой (VI. 16) [c.211]

Развитие экспериментальных методов изучения кинетики роста трещин достигло в настоящее время высокого уровня и дает возможность сравнивать и анализировать не только долговечности образцов в целом, но и непосредственно зависимость между длительностью разрушения и длиной трещины. [c.302]

Влияние релаксационных свойств ка процесс разрушения полимеров сказывается и на кинетике роста трещин. Это связано с тем, что в процессе микродеформации вблизи вершины трещины происходит переход упругой энергии в теплоту. [c.317]

Рис. 49. Кинетика роста трещин покрытия из пленки ПИЛ в зависимости от времени испытания т при температуре испытания Т— =60 °С

Определение времени до разрушения сооружений на основе кинетики роста коррозионной трещины под напряжением 30 226 [c.30]

Установка для исследования прочностных п деформационных свойств материалов в агрессивных средах при постоянной нагрузке с электрической регистрационно-измерительной системой показана на рис. 19. Для наблюдения кинетики роста трещин и распределения напряжений в образце на установке монтируют поляризационный микроскоп, для чего металлические стаканы для жидкой среды заменяют специальными кюветами из оптического ненапряженного стекла. Плоские образцы из стеклопластика испытывают при одностороннем воздействии жидкой среды на установке, показанной на рис. 20. [c.56]

В настоящее время неизвестно о компонентах, вызывающих КР, и недостаточно данных по кинетике роста трещин в ССЦ для рассмотрения особенностей процесса или стадии, контролирующей скорость процесса КР. [c.401]

Имеются некоторые данные по кинетике роста трещин в ртути (см. рис. 62), для которой были отмечены области I и II роста трещин. Возможно, что по аналогии с другими средами в области I роста трещин происходит процесс химического растворения, ускоряемого напряжением. Такое поведение может быть объяснено при использовании анализа, предложенного в работе [221], после получения данных по кинетике процесса. [c.405]

Температурная зависимость кинетики роста трещин не установлена, хотя такие измерения могут быть полезными при исследовании процессов в жидких металлах. В работе [160] установлена температурная зависимость охрупчивания металла твердым кадмием и получено значение кажущейся энергии активации 56,7 кДж/моль. В результате сделан вывод, что эта величина может служить доказательством того, что диффузия кадмия в твердом состоянии есть стадия, контролирующая скорость процесса. Однако зависимости v от К не были определены, поэтому сравнения не могут быть сделаны при одинаковых скоростях роста трещин. [c.405]

Кинетика роста трещин [c.406]

Метод основан на том, что образец резины выдерживается при постоянной деформации (без воздействия агрессивной среды) до окончания быстрых релаксационных процессов н установления практически постоянной величины растягивающего усилия Р . Затем образец приводится в контакт с агрессивной средой, на нем образуются трещины и усилие необходимое для поддержания заданной деформации, уменьшается по мере роста трещин. По уменьшению усилия можно рассчитать для каждого момента среднюю эффективную величину растрескавшейся части поперечного сечения образца 5 . По этим данным может быть построена кривая кинетики роста растрескавшегося слоя, характеризующая среднюю скорость роста трещин. [c.264]

Рис. 170. Кинетика роста трещин под действием озона (0,01%) в образцах вулканизата наирита при разных деформациях /—100% 5—57% Л—50% —44%.

Убедительное физическое объяснение кинетическая концепция прочности получила в теории Бартенева, названной им флуктуационной [14]. По Бартеневу, хрупкая прочность твердого тела определяется кинетикой роста естественных и возникающих дефектов. При разрыве химической связи в вершине трещины, вызываемом тепловыми флуктуациями атомов, преодолевается потен- [c.130]

Более интенсивное развитие коррозионного растрескивания в условиях плоской деформации обусловливает специфические изменения кинетики роста поверхностных трещин. На рис. 13.2.5 представлены результаты испьггания при двухосном изгибе дисковых образцов из титанового сплава диаметром 1300 мм, толщиной 90 мм с диаметрально расположенной полуэллиптической поверхностной трещиной. При значениях К < 51 МПа V м коррозионное растрескивание отсутствовало. [c.479]

Рис. 108. Кинетика роста сквозных трещин в ГЦТ Ду 500, мм

Мгновенная скорость роста трещины принимается такой, какой она была бы, если бы оставалась постоянной (аналогично принятому ранее в [294, с. 4 296, с. 973 ]. Переход к кинетическим закономерностям заключается в том, что модуль сцепления рассматривается как функция скорости роста дефекта и температуры. Используя изложенные выше представления, в работе [36, с. 634—640] рассматривали основные представления квазистацио-нарного приближения кинетической теории длинных трещин и термофлуктуационного роста дефекта. Было показано, что известные результаты по кинетике роста дефекта могут быть интерпретированы в рамках этой теории. [c.294]

Наиболее успешная, по нашему мнению, попытка установить зависимость между скоростью хрупкого разрушения твердого тела и скоростью поверхностной диффузии среды и микротрещины была сделана Бартеневым и Разумовской [56], исходя из кинетической концепции флуктуационной теории долговременной прочности. Они рассмотрели феноменологически кинетику роста разрушающей трещины и предположили наличие трех этапов в общем процессе разрушения в присутствии поверхностно-активной среды. [c.135]

Для наблюдения кинетики роста трещин и распределения напряжений в образце на установке можно монтировать поляризационный микроскоп. В этом случае металлические стаканы для жидкой среды заменяют специальными кюветами из оптического ненапряженного стекла. [c.222]

Можно ожидать последующего улучшения и усовершенствования существующих методов определения мест нахождения трещин и оценки их размеров например, метод использования магнитных пленок, лаков [102] и клеев, которые позволяют перенести магнитный рельеф из мест, относительно недоступных для наблюдения, в более удобное место, где его можно исследовать с помощью магнитного порошка или проанализировать на оборудовании с применением магнитного поля. Использование токов высокой частоты для определения глубины трещин, выходящих на поверхность, также позволяет определить кинетику роста трещин под напряжением. [c.324]

При 900° скорость коррозии сплава уменьшается, а при более высоких температурах увеличивается с ростом а (фиг. 5). Соответственно кинетика роста окисной пленки при 900° описывается логарифмическими уравнения.ми, а при более высоких температурах — параболическими уравнениями, показатели которых уменьшаются с ростом температуры (табл. 5). При температурах выше 900" окисная пленка, образующаяся на сплаве, пористая или имеет трещины (табл. 7—9). [c.36]

Рис. У.б. Кинетика роста трещин при действии озона (0,0042%) на образцах резины разной толщины (СКВ, 50 г канальной сажи на 100 г каучука) при напряжении 4,0 кгс/см ф — толщина 3 мм X — 2 мм О — 1 мм А — 0,5 мм О — 0,3 мм.

Для объективного определения кинетики разрастания трещин в резинах и пластиках может быть использован метод наблюдения спада усилия в образце 2 . Метод основан на том, что образец резины выдерживается при постоянной деформации (без воздействия агрессивной среды) до окончания быстрых релаксационных процессов и установления практически постоянной величины растягивающего усилия Рд. Затем образец приводится в контакт с агрессивной средой (не вызывающей набухания), на нем образуются трещины, и усилие Р(, необходимое для поддержания заданной деформации, уменьшается по мерс роста трещин. По уменьшению усилия можно рассчитать для каждого момента среднюю эффективную величину растрескавшейся части поперечного сечения образца. По этим данным может быть построена кривая кинетики роста растрескавшегося слоя, характеризующая среднюю скорость роста трещин. [c.218]

Хорошим примером иепредсказуемых результатов является поведение труб из полиэтилена (ПЭ) и других частично кристаллических материалов при постоянном поперечном напряжении для них обнаружено резкое падение рабочих напряжений при длительном нагружении (рис. 1.5). На начальном участке временной зависимости для ПЭ, как и для ПВХ, долговечность сильно зависит от напряжения. В зависимости от температуры ослабление материала бывает либо хрупким (рис. 1.1), либо пластическим (рис. 1.2 и 1.6). Оба материала также сравнимы по термической активации роста трещин при ползучести (рис. 1.3, 1.7 и 1.8), которая может вызвать ослабление трубы по истечении длительного срока службы. Оба материала различны в тОлМ смысле, что для ПЭ кинетика роста трещины при ползучести заметно отличается от кинетики роста трещины при пластическом ослаблении (рис. 1.5), а для ПВХ практически не отличается. Это лишний раз свидетельствует о том, что необходимо изучать собственно физическую природу развития дефекта материала, чтобы надежно предсказывать его поведение, особенно при первом применении, и (или) улучшать свойства путем введения дополнительных компонентов или изменения способа изготовления. [c.12]

Теперь рассмотрим применение термофлуктуационной теории к квазнхрупкому разрушению. Как и в хрупком состоянии, кинетика роста трещин определяется здесь термофлуктуационным механизмом, но в условиях проявления релаксационных свойств. Так, при [c.318]

Для оценки кинетики роста трещин, через определенное время испытания с различных частей трубы в местах образования трещин снимали образцы покрытия размером 10x10 мм и после разрезов вдоль трещин измеряли глубины проникновения по окулярмикрометру с точностью до 1 мкм. Места отбора проб заклеивали исходным материалом. Затем образец трубы вновь устанавливали в экспериментальную ячейку для продолжения испытаний. [c.114]

Кинетика роста коррозионной трещины, согласно предложенной модели, может быть описана с помощью введенного параметра - эффективной скорости роста трещины (ЭСРТ) - Уэфф, который определяется соотношением [c.53]

Водородное охрупчивание наблюдается в титане и его сплавах. Если при КР происходит взаимодействие того же типа, что и при водородном охрупчивании при малых скоростях деформации, то корреляция чувствительности к КР с составом сплава не особенно хорошая (см. рис. 83). Далее, кинетика роста трещин в зависимостн от температуры и напряжения, по-видимому, различна [43]. Однако процессы были оценены между собой только на примере сплава Т1 — 8Мп очевидно, что необходима дальнейшая работа. [c.398]

Теории временной зависимости прочности хрупких тел основываются на рассмотрении кинетики роста трещин и исходят из двухстадийности процесса при одноосном растяжении (см. 6 настоящей главы). [c.44]

Микроскопическое изучение поверхностей хрупкого разрыва некоторых пластмасс > 12-16 показало, что разрыв этого типа происходит при относительно больших нагрузках и низких температурах (ниже Tjjp.). Он протекает в несколько стадий. Первая стадия характеризуется медленным ростом первичной трещины и образованием зеркальной зоны поверхности разрыва. В дальнейшем впереди первичной трещины возникают и растут по разным направлениям и на разных близких уровнях вторичные трещины, образуя при встрече фронтов с первичной и другими вторичными трещинами линии скола , геометрическая форма которых позволяет судить о кинетике роста трещин. В результате на поверхности шероховатой зоны разрыва образуются более или менее правильно очерченные гиперболы , обращенные вершинами к цен- [c.93]

Глубина образующихся трещин. Глубину трещин предложено определять с помощью отсчетного микро- кoпa . Метод объективен и дает возможность проследить кинетику роста трещин при озонировании. Однако в таком виде, в каком метод представлен авторами, определение глубины трещин связано с разрушением образца. Следовательно, кинетику возможно проследить только на разных образцах, что сильно увеличивает трудоемкость метода и снижает его точность. Глубина трещин может также определяться радиометрическим мeтoдoм С помощью радиоактивных порошков (у- и а-излучателей) определяется объем трещин и площадь их поверхности. Отношение этих величин пропорционально глубине трещин. Метод очень трудоемок, связан с многократным прерыванием озонирования и с извлечением образцов из испытательной камеры. [c.263]

Рис. 172. Кинетика роста трещин при действии озона (0,0042%) на образцах резины разной толщины (СКБ, 50 г канальной сажи на 100 г каучука) при напряжении 4,0 кгс1см .

Рассмотренный ускоренный рост трещин обычно характерен для высо ких напряжений [112, 190]. При малых (эксплуатационных) нагрузках существшное влия-иие н.а кинетику роста трещин оказывают релаксационные процессы, снижающие концентрацию напряжений. Соответственно увеличивается долговечность. Эти процессы обусловлены пластическими деформациями и образованием тяжей в вершине трещины, причем перед фронтом разрущения материал упрочняется. В результате скорость трещины замедляется, а размер зеркальной зоны увеличивается. Эти данные были получены [118, 119] методом хрупкого дорыва, который пригоден и для полимеров, если при дорыве величина зеркальной зоны не меняется. Например, для полиметилм етакрилата было установлено [ 119], что это условие независимо от температуры выполняется при скорости нагружения [c.142]

При этом порядок чередования ступеней в смежных блоках принимают произвольным, а при подсчете ресурса элемента с трещиной используют гипотезу линейного накопления усталостных повреждений. Вместе с тем известно, что изменения амплитуды нагрузки с высокого на более низкий уровень вызывают эффект замедления роста трещш1Ы, зависящий от размера пластической зоны перед вершиной трещины, возниюпей при перегрузке. Отсюда следует, что расчет действительной кинетики роста усталостной трещины требует учета не только режима нагружения, но и упругопластических свойств материала и толщины элемента. [c.375]

Аномально большие расхождения между теоретическими и экспериментальными характеристиками прочности были отнесены за счет игнорирования двух важных факторов. Первым из них является вклад флуктуаций тепловой энергии в элементарный акт разрыва связей. Вторым — существенное расхождение между значением напряжения, действующего в вершине магистрального дефекта, и номинального значения, которым характеризуется прочность образца. Учет второго фактора основан на изучении природы дефектов, рост которых приводит к разделению образца на части на изучении кинетики роста этих дефектов, а также на определении степени напряженности связей в вершине растущего дефекта. Эти вопросы будут рассмотрены ниже. Что касается первого фактора — вклада флуктуаций тепловой энергии в элементарный акт разрыва связей, то, по-видимому, указание на этот счет впервые было сделано Цвики [67, с. 131], который относил большое расхождение теоретического и экспериментального значений разрушающего напряжения кристаллов поваренной соли за счет того, что в этом расчете не учитывали тепловое движение, приближающее элементы структуры к тому состоянию, в котором они находятся после разрыва. Несколько позже Понселе 91, с. 1 ] выдвинул гипотезу термофлуктуационного распада связей в вершине растущей трещины в твердом теле. Этой точки зрения придерживается ряд исследователей, считающих, что именно термоактивационный механизм разрыва напряженных связей является главной причиной зависимости характеристик прочности от времени действия внешней силы, от скорости нагружения и от температуры [92, с. 127 93, с. 275 94, с. 200 10, с. 1677 95, с. 416 12, с. 53 96, 97, с. 447 98, с. 928 и др.]. [c.222]

Следует заметить, что механизм разрушения одного и того же полимера может быть различным в зависимости от того, в какой области температур испытывается образец. Например, ниже температуры хрупкости большинство полимеров могут испытывать разрушение, протекающее как по атермическому (гриффитовскому), так я по термофлуктуационному механизму разрушения. Вблизи ОК, где тепловое движение, по-видимому, не играет большой роли и не влияет на кинетику роста микротрещии, разрушение полимеров иредставляет собой атермический процесс. При более высоких температурах (но не выше Гхр), когда тепловые флуктуации определяющим образом влияют на долговечность, разрушение полимеров представляет собой термофлуктуа-ционный цроцесс. В случае твердых полимеров ири температурах Тхр<Т<Т0 возможен как термофлуктуаци-онный, так и релаксационный механизм разрушения. Последний связан с образованием трещин серебра и возникновением вынужденно-эластических деформаций. Явление вынужденной эластичности, природа которого была выяснена Александровым [21], заключается в том, что под действием больших напряжений аморфный полимер, находящийся в стеклообразном состоянии, способен испытывать большие деформации. Остаточная деформация, возникшая в полимере, сохраняется, если он находится в стеклообразном состоянии, но исчезает, если его нагреть выше ТВ работах Александрова [21] и Лазуркина [22] было показано, что вынужденная эластичность имеет релаксационный характер. Долговечность полимера, находящегося в области температур, в которой возможна вынужденно-эластическая деформация, будет определяться в основном временем, н течение которого трещины серебра распространятся на значительную часть образца. [c.301]

Структурный механизм разрушения полимерных стекол при действии статических и динамических нагрузок описан в [3, 4, 25— 27]. При определенных условиях (достаточно высокие температуры и малые напряжения) твердые полимеры в процессе разрушения обнаруживают холодное течение с последующим хрупким разрывом. При воздействии относительно больших для данной температуры напряжений наблюдается классический хрупкий разрыв с медленной термической и быстрой атермической стадиями. Он сводится к преимущественному росту одной или нескольких раз-рушающих трещин. При этом образуются зеркальная (первая стадия) и шероховатая (вторая стадия) зоны на поверхности разрыва образца. С повышением температуры размер зеркальной зоны увеличивается, а шероховатой — уменьшается. При низких температурах и достаточно больших напряжениях шероховатая зона имеет гиперболические линии скола. По фрактограммам поверхности скола можно судить о кинетике роста разрушающих трещин. [c.118]

В работах [7.37] на образцах-пластинках экспериментально исследовалась кинетика роста трещин в ПММА при различных условиях статического нагружения. Методом хрупкого дорыва фиксировался размер развивающейся трещины в квазихрупком состоянии в виде зеркальной зоны. Показано, что при постоянной нагрузке рост начальной (естественной) микротрещины происходит в три этапа. На первом длина трещины растет линейно с ростом 1д/. Это значит, что скорость замедляется. На второй стадии размер трещины практически не изменяется со временем, а на третьей стадии трещина снова растет. Как оказалось, в этих опытах наблюдалось зарождение трещин серебра . Причина замедления и остановки роста трещины заключается в релаксационных процессах, протекающих в вершине трещины и приводящих к образованию микротяжей. Вероятно, на первом этапе трещина является квазихрупкой, а затем переходит в трещину серебра . Причина ускоренного развития трещины на третьем этапе заключается в постепенном разрыхлении материала перед трещиной и накоплении повреждений. На этапах медленного развития трещины тепловые эффекты не проявляются, однако они важны при циклических нагрузках. [c.210]

Регель и Лексовский с сотр. выявили ряд важных особенностей процесса разрушения при циклических нагрузках. Показано, что поверхности разрыва при циклических нагрузках качественно не отличаются от поверхностей разрыва при статическом режиме, В обоих случаях имеются зеркальная и шероховатая зоны, но размер последней при циклическом нагружении меньше, чем при статическом, [7.50]. Этими авторами на пленках вискозы, диацетил- и триацетилцеллюлозы, нитроцеллюлозы, полиметилметакрилата, полистирола, полипропилена и полиамида (капрона) с помощью микрокииосъемки была изучена кинетика роста искусственных (надрезы) и естественных трещин в условиях статического и динамического нагружения. Показано, что подавляющая часть времени жизни образца уходит на развитие магистральных трещин (трещин разрушения), а не [c.215]

В работах [3, с. 42 16] Бартеневым развита флук-туационная теория прочности твердых тел. Теория основывается на рассмотрении кинетики роста трещин разрушения под действием тепловых флуктуаций и механических напряжений. Физической основой теории является флуктуационный механизм разрушения межчастичных связей в вершине трещины разрушения, связанный с переходом через потенциальный барьер. Механические напряжения, изменяя величину потенциального барьера, сдвигают процесс в сторону преимущественного разрыва связей и роста трещины разрушения. В результате количественного рассмотрения этого процесса предложено следующее уравнение временной зависимости прочности [c.76]

Для определения кинетики роста трещин можно использовать один из прямых методов наблюдения, в частности уменьшение усилия при постоянной деформации образца. Этим методом, предложенным в СССР были найдены основные количественные закономерности процесса озонного растрескивания резин. Его начинают применять и в других странах для оценки эффективности озонозащитных веществ и исследования механизма растрескивания Спад усилия в результате растрескивания наблюдался и на пластиках (полипропилен, полиэтилентерефталат , полистирол ). [c.14]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология