Зеркальная зона

Это классический вид ослабления в упругих материалах он выражается относительно гладкой зеркальной зоной распространения трещины, которая завершается шероховатой зоной окончательного ослабления, обусловленной началом роста многочисленных трещин (сравнимых по морфологии с рис. 1.7). [c.267]

Рост образовавшейся трещины происходит путем термической активации в течение периода to. при, по-виднмому, постоянных условиях. Это подтверждается наличием зеркальной зоны , часто идеально круглой или полукруглой с гладкой внутренней поверхностью разрушения (рис. 1.7, 8.35,6) в зависимости от величины напряжения зеркальная зона может занимать почти всю толщину стенки образца трубы. [c.282]

При большом увеличении зеркальной зоны можно видеть, что в молекулярном масштабе поверхности разрушения не гладкие. У аморфного ПВХ обнаруживается нерегулярная, [c.282]

Рис. 8.36. Участки зеркальной зоны трещины при ползучести в твердом ПВХ

Разрушение твердого тела происходит в две главные стадии. Первая, медленная, стадия образует зеркальную зону поверхности разрыва, вторая, быстрая, — шероховатую. На быстрой стадии реализуется атермический механизм разрушения. Временная зависимость прочности, называемая в инженерной практике статической усталостью, выражается взаимосвязью между долговечностью тд и задан- [c.301]

При низких температурах и быстром разрыве, когда релаксационные процессы не успели еще проявиться, образовавшиеся трещины, прорастая, дают зеркальную зону с линиями сколов, сходными с рисунком на поверхности хрупкого разрыва полимерных стекол. Таким образом, для первой, медленной стадии эластического разрыва специфичен волокнистый механизм разрушения, а для второй — механизм прямого разрыва связи. [c.422]

Хотя, на первый взгляд, хрупкий и эластический разрывы мало похожи друг на друга, в некоторых отношениях они очень сходны, например, в том и другом случае сечение образца до и после разрыва одно и то же, на поверхности разрыва имеются шероховатая и зеркальная зоны и т. д. [c.422]

Характерные примеры поверхностей разрушения этих материалов приведены на рис. 10 и И. Отчетливо выделяется зеркальная зона и постепенный переход к шероховатой. [c.30]

Влияние температуры на соотношение шероховатой и зеркальной зон поверхности разрыва различно для резин нз СКС-30 и СКН-40. Если сравнивать поверхности разрыва резины при разных температурах и одинаковой долговечности, то наблюдается общее правило с повышением температуры шероховатая зона постепенно вытесняет зеркальную, независимо от типа каучука. Если же сравнивать поверхности разрыва под действием одного и того же растягивающего напряжения, то влияние температуры на соотношение зон оказывается различным для полярных и неполярных каучуков. Это видно из табл. 4. [c.115]

Влияние температуры на соотношение шероховатой и зеркальной зон разрыва вулканизатов полярных и неполярных каучуков [c.116]

Рис. 5.12. Зависимость размера зеркальной зоны разрушения полиметилметакрилата от долговечности при разных температурах

Установлено, что зеркальные зоны, представляющие собой поверхности разрыва по месту первичных трещин, встречаются [c.19]

Существенное различие поверхностей разрыва неорганического стекла и полиметилметакрилата указывает на значительное развитие в органическом стекле релаксационных процессов, препятствующих проявлению хрупкого разрыва в чистом виде. Однако и для полиметилметакрилата при достаточно быстром возрастании напряжения можно наблюдать хрупкий разрыв. В этом случае на поверхности разрыва имеется небольшая круглой формы зеркальная зона, большая переходная зона и отчетливо выраженная шероховатая зона. Шероховатая зона имеет вид концентрических колец, в центре которых находится зеркальная зона. [c.84]

Естественно, что характерные механические свойства полимеров в высокоэластическом состоянии проявляются и в процессе разрыва. Так же как и разрушение полимеров в стеклообразном состоянии, эластический разрыв слагается из двух стадий — медленной и быстрой, но начальная, медленная стадия в отличие от хрупкого разрыва сопровождается образованием шероховатой, а быстрая — зеркальной зоны на поверхности разрыва. Соотношение поверхностей зеркальной и шероховатой зон зависит от длительности процесса разрушения. Уменьшение статической и динамической нагрузок или скорости растяжения сопровождается увеличением длительности процесса разрыва соответственно увеличивается часть поверхности разрыва, занимаемая шероховатой зоной (рис. П.33). При медленном разрыве почти всю поверхность занимает шероховатая зона, а зеркальная зона практически исчезает. При быстром разрушении всю поверх- [c.101]

Разрушение полимеров, находящихся в высокоэластическом состоянии, имеет свои особенности. Медленная стадия в отличие от хрупкого разрыва дает шероховатую, а быстрая — зеркальную зону поверхности разрыва. В высокоэластическом состоянии полимеры проявляют способность к дополнительной ориентации в области распространения разрыва. Микродефект в этом случае уже нельзя называть микротрещиной, так как он имеет при одноосном растяжении форму овала или полуовала. Большая скорость протекания релаксационных процессов по сравнению со скоростью нагружения обусловливает рассасывание напряжений и образование тяжей в области разрыва. [c.137]

Принимая, что стадии роста дефекта, соответствующие зеркальной зоне, составляют основную долю долговечности образца, и используя связь долговечности с кинетическими параметрами Ко и р [38, с. 1249] в виде [c.293]

Рис. 1.8. Деталь поверхности разрушения (верхняя часть рпс. 1.7) вблизи центра зеркальной зоны (точка начала роста трещины ссребра) [14].

Характерное поведение хрупких полимеров при ударе удобно представить на примере полистирола. Рамштайнер [105] совсем недавно провел калиброванное испытание на удар на стандартных брусках полистирола. Обследование разрушенных образцов показало, что образцы ослаблены вследствие быстрого распространения трещины, образующейся в зоне растяжения с более или менее значительными трещинами серебра. Длина самой большой трещины серебра обычно совпадает с длиной зеркальной зоны поверхности разрушения. Кривые сила—отклонение, полученные путем такого калиброванного испытания на удар, выявляют слабонелинейный рост нагрузки в течение 1 мс, за которым следует резкое падение до нуля менее чем за 50 мкс (рис. 8.24). [c.271]

Вследствие медленного роста микротрещииы (первая стадия) на поверхности разрыва образуется гладкая или зеркальная зона разрушения на второй же стадии, протекающей с большой скоростью, близкой к скорости распространения поперечных упругих волн в твердом теле, возникает шероховатая зона разрушения. Разрушение на второй стадии происходит по механизму, который Гриффит считал единственным и характерным для хрупких тел. Этот механизм разрушения Смекаль назвал атермическим. [c.296]

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]

Быстрая стадия разрыва пространственно - структури -рованных полимеров приводит к образованию зеркальной зоны, покрытой линиями сколов, напоминающими гиперболы на поверхностях разрыва твердых полимеров (см. стр. 94 ). При быстрых разрывах, когда щероховатая зона отсутствует, поверхность разрыва зеркальногладкая и покрыта мелкими, мало заметными на глаз линиями сколов. При медленных разрывах зеркальная зона, образующаяся во второй стадии, покрывается наряду с мелкими крупными линиями сколов. У низкомодульных резин (рис. 68) линии сколов встречаются значительно реже, но они крупнее, чем у высокомодульных. [c.110]

Соотношение между шероховатой и гладкой зонами поверхности разрыва сильно зависит от густоты пространственной сетки резины (числа поперечных связей в 1 см ), о которой можно судить по величине равновесного модуля резины. Чем меньше высокоэластический модуль (т. е. реже пространственная сетка), тем быстрее растет шероховатая зона и тем скорее зеркальная зона разрыва полностью вытесняется шероховатой. С увеличением числа поперечных связей скорость образования и роста надрывов уменьшается, образующиеся тяжи становятся тоньше, и характерная для низкомодульного полимера шероховатая поверхность первой зоны переходит в матовую. Зеркальная зона, постепенно вытесняя щероховатую, покрывается все более многочисленными и тонкими линиями скола. [c.113]

У резины из СКС-30 с повышением температуры площадь шероховатой зоны уменьшается, но средняя скорость V ее образования возрастает. Этот странный факт объясняется тем, что хотя с повышением температуры и увеличивается скорость образования и роста надрывов, но в силу особенностей этого полимера увеличение скорости роста трещин опережает увеличение скорости роста надрывов. В результате вторая стадия разрыва при высоких температурах начинается раньше, чем при низких, и зеркальная зона поверхности разрыва увеличивается, вытесняя щероховатую. Следовательно, при одном и том же напряжении при низкой температуре наблюдается медленный, а при высокой—быстрый высокоэластический)) разрыв. [c.116]

Это видно из того, что ири быстром разрыве у образца каучука СКС-30 образуется сильное сужение (рис. 73,а), где и происходит разделение образца иа две части поверхность разрыва в сужении состоит только из зеркальной зоны. При переходе к медленному разрыву под действием малых нагрузок наблюдается смешанный тип разрушения—обнаруживается лишь тенденция к сужению, а поверхность разрыва сотоит из нескольких зеркальных и шероховатых зон (рис. 73,6). При очень медленном разрыве сужение отсутствует совсем и поверхность разрыва состоит почти целиком из шероховатой зоны. Если, с другой стороны, неограниченно увеличивать скорость растяжения, то материал при очень больщих скоростях будет вести себя, как твердое тело, и пластический разрыв перейдет в хрупкий. [c.122]

Разрушение хрупких полимеров (полиметилметакрилат, полистирол, высо коориентированный поликапро-амид) сопровождается обр.азованием зеркальной и шероховатой зон на поверхности разрыва [112]. Фракто-графические исследования показали, что основная часть долговечности образца, испытываемого при ст=сопз1, связана с образованием зеркальной зоны [113]. Ее характеристический (линейный) размер (радиус р) пропорционален логарифму долговечности. С ростом температуры р увеличивается (рис. 5.12), уменьшаясь по мере роста напряжений. В выражение для скорости распространения магистральной трещины [190] входят параметры формулы Журкова То и С/о- [c.140]

Известно [112, 190], что в пределах зеркальной зоны ( <р) магистральная т рещина растет ускоренно и при скорость ее роста приближается к скорости звука с, оставаясь в пределах шероховатой зоны постоянной [c.141]

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]

МПа/ С или при температуре ниже —40 °С, когда разрушение хрупиих полимеров не сопровождается образованием зеркальной зоны. [c.142]

Валнеровы линии (рис. У.20) образуются преимуш,ественно в зеркальной зоне поверхности разрыва, на некотором расстоянии от первичного дефекта. [c.271]

В ряде работ расчет кинетических характеристик роста трещин производился по фрактографическим данным. Основываясь на том, что зеркальная зона поверхности разрушения соответ-ствует первой стадии ускоренного, но достаточно медленного роста трещины, эти авторы зафиксировали на границе зеркальной и шероховатой зон скачок скорости роста дефектов. Этот скачок в несколько порядков выводит значение скорости на уровень скорости распространения упругих волн и соответствует, как было показано в гл. II, существенному изменению рельефа поверхности разрушения. Ускорение роста дефекта, соответствующее границе зеркальной зоны, по мнению авторов, приводит к резкому уменьшению степени деформирования материала в вершине дефекта, что сопровождается заострением формы вершины дефекта, увеличением коэффициента перенапряжения, скачкообразным изменением коэффициента а в формуле (У.Ю) и возрастание.м скорости роста дефекта. Закон самоускоренного роста дефектов приведен в работе [38, с. 1249] [c.293]

Экспериментальные исследования, проведенные на пластиках и пленках ПММА и ПКА, подтвердили линейность зависимостей R = (1ёТр). Как указывалось выше, полученные результаты, по-видимому, обусловлены специальным подбором ориентированных жесткоцепных полимеров, в то время, как на других объектах и в других условиях реализуются иные механизмы разрушения. Однако авторы отмечают, что при известных условиях (граничные значения Тр, СТр, Т) зеркальная зона может исчезнуть, заменяясь шероховатой. Они связывают наблюдаемые ими зависимости с отклонением от нормального хода зависимостей lg Тр = = / (о) для ПММА при температурах ниже 233 К и при достаточно малых долговечностях. Все эти явления рассматривают как аномалию поведения полимеров при разрушении. [c.293]

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]

Такое изменение скорости роста трещин позволяет ввести представление о двух стадиях разрыва, согласующееся с экспериментальными данными. Мюллер [4.10], по-видимому, первым обнаружил, что разрушение стекол происходит в две стадии. Первая стадия связана с медленным ростом начальной микротрещины, приводящим к образованию зеркальной поверхности разрыва, вторая — с прорастанием первичной и большого числа вторичных микротрещин со скоростью, близкой к скорости звука, приводящих к образованию шероховатой зоны. Скорость роста трещины на первой стадии зависит от растягивающего напряжения, температуры и длины трещины I. Чем больше напряжение, тем короче медленная стадия и тем меньше зеркальная зона. При критическом напряжении t=i Tk, приложенном с самого начала, она исчезает. При низких температурах зеркальная часть на поверхности разрыва также практически отсутствует, так как разрушение сразу принимает критический характер (идет ио атермическому механизму). [c.67]

Зоны поверхности разрыва изучали многие исследователи [1.3, 3.26, 4.11—4.17]. На рис. 4.6—4.10 приведены фотографии поверхностей разрыва неорганического и органического стекол при медленном ходе процесса разрушения. Между размерами зеркальной зоны и прочностью образца наблюдается определенная связь. Так, Керпер и Скудери [4.11] провели специальные исследования многих стекол и показали, что между радиусом зеркальной зоны (или длиной круговой трещины U) и прочностью сТр существует следующее соотношение [c.67]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология