Conform teoriei statistice a rezistenței, prezența fisurilor în suprafața sticlei explică nu numai faptul că puterea practică a sticlei este de multe ori mai mică decât cea teoretică, dar, de asemenea, că valorile măsurate ale rezistenței este mai mare, cu atât mai mic dimensiunea eșantionului de sticlă de testare, în special cele mai mici fibre de sticlă cu diametru.
Teoria statistică cunoscută de putere, care stabilește [1-4], relația dintre mărimea eșantionului și proprietățile sale mecanice.
Având în vedere puterea teoriei statistice, trebuie considerată ca manifestare complexă a regularități statistice în timpul diferitelor procese fizice care stau la baza distrugerii. Ca o lucrare de exemplu apel [269], unde sa arătat că, în cazul în care eșecul are loc prin reducerea porilor secțiunii transversale cu condiția concentrare stres impact neimportantă asupra procesului final - eșecul poate fi observat stres limită cresc odată cu creșterea ariei secțiunii transversale a probelor, care este contrar punctului de vedere comun cu privire la această problemă, sugerând că includerea efectelor statistice duce întotdeauna la reducerea caracteristicilor de proiectare ale rezistenței, cu o creștere a dimensiunii și pe probe urmate.
Ideile teoria statistică a rezistenței confirmată vizual prin experimente cunoscute de către Powell și Prestona5 fractură indentare bilă de oțel de sticlă. Atunci când reducerea diametrului bile eforturilor de întindere distructive care apar pe suprafața crește de la valoarea normală (aproximativ 5 kgf / mm2) la un maxim (aproximativ 200 kgf / lsh2), aproape de puterea teoretică.
Avantajul teoriei statistice de putere este că permite să se calculeze tensiunea de rupere, valoarea obținută este aproape de valoarea experimentală, și să ia în considerare probabilitatea de defectare a materialului la o tensiune medie dată.
Teoria statistică a rezistenței se presupune că eșecul apare atunci când sunt aliniate pentru locația maximă de stres și cea mai mare a secțiunii slăbit.
. Sticla rezistenta la impact in kgf · cm zâmbind. | sticlă rezistență la încovoiere. | Efectul lățime probei pentru a limita sticlă rezistență la încovoiere în kgf / mm 1. Din teoria statistică a rezistenței, rezultă că este mai mare dimensiunea eșantionului, cea mai mică este puterea.
Efectul suprafeței de lipire și lungimea dimensiunea eșantionului. Implicarea teoriei statistice puterea pentru a explica dependența de aderența pe dimensiunea zona de îmbinare pare rezonabil, deoarece o creștere a crește aria de contact ca numărul de defecte diferite în interfața adge-Ziv - substrat, precum și posibilitatea apariției și distribuției de stres non-uniform.
Concentrația de stres în apropiere de vârful fisurii eliptice. Conform teoriei statistice a rezistenței solidelor fragile Weibull probabilitatea de a găsi fisuri asociate cu valoarea volumului eșantionului.
Așa-numita teorie statistică a rezistenței au fost dezvoltate inițial în scopul de a descrie rezultatele testului oboseala și puterea de predicție a elementelor mașinii sub influența sarcinilor variabile. Aici observăm că rezultatele testelor arată o diferență mare, și, prin urmare, un punct de vedere modern cu privire la calculul produsului este că nu putem garanta cu tărie certitudine absolută a produsului, și putem spune doar că probabilitatea de eșec este suficient de scăzut. Baza unei astfel de ipoteze este teoriile statistice ale veriga slabă. Esența acestei ipoteze este după cum urmează. Corpul este conceput compus dintr-un număr mare de elemente structurale, fiecare dintre ele are propriile puteri locale. Distrugerea întregului corp ca întreg este atunci când iese din clădire, cel puțin un element structural. Pentru corpuri masive, cum ipoteză oversimplifies situația reală; pentru distrugerea corpului ca întreg sunt susceptibile de a trebui să de ordine unii membri ai grupului, acesta este modul de a construi o teorie mai complexe și mai sofisticate. Dar ipoteza monofilamente legătură slabă reflectă în mod corect esența problemei. inspecția directă microscopică a suprafeței cu fibre - bor, carbon sau alte - indică faptul că există întotdeauna diferite tipuri de fibre de defecte - mici și mari. Aceste defecte sunt situate la întâmplare. Puterea probei de fibre este determinată de lungimea I a puterii sale de cea mai slabă dintre locațiile defecte și, astfel, este o variabilă aleatoare.
Principalele prevederi ale teoriei statistice a rezistenței dezvoltate în aceste studii pot fi rezumate după cum urmează.
Dispoziția principală a teoriei statistice a puterii care rezistența este determinată de defectul cel mai periculos supratensiunea sau cea mai mare a porțiunii de probă aplicabilă polimerilor chukopodobnym Cau și cauciucuri.
În cadrul teoriei statistice a rezistenței de dependență la scară mare se explică prin prezența în probele de diferite tipuri de defecte structurale.
Curbele de distribuție. | Aparate de măsurare a durabilității. Aceste prevederi ale teoriei statistice a rezistenței sunt în concordanță cu experimentul nu numai în ruperea fragilă, dar, de asemenea, distrugerea corpurilor într-o stare cauciucata. În acest caz, sub actiunea stresului asupra organismului prima deformare elastică are loc este însoțită de rearanjare a elementelor structurale și a tensiunii resorbția. Apoi, când rata proceselor de relaxare devine mai mică decât viteza de încărcare în zonele mai slabe (diferite tipuri de eterogenitate) are loc corp la supratensiune și prăbușiri. O astfel de fractură de material caracter provoacă dispersie mare în datele experimentale, iar acest lucru se manifestă puterea de natură statistică.
Curbele de distribuție putere calculată de proba inițială a secțiunii transversale a cauciucului guma SCS 30 tolschiny9 diferite. Din poziția de bază a teoriei statistice a rezistenței tulpini, în special, posibilitatea de a studia distribuția defectelor de copii în materialul de curbe de distribuție de rezistență și durabilitate. Metoda Ztot deși indirectă, dar în acest moment oferă doar o indicație a naturii defectului sau distribuirea locurilor la supratensiuni. Defectul cel mai periculos suprasolicitată sau porțiune din probă este cuantificat de un stres eșec (în condițiile de testare indicate) sau timpul de rupere.
Câteva principii ale teoriei statistice a materialelor fibroase de rezistență formulate Hsiao [473], pe baza unui model de mediu ca o multitudine de elemente liniare orientate aleatoriu, care tensiunea în interiorul unghiului solid este proporțională cu deformările.
Conform teoriei statistice a rezistenței mecanice rezultatul testului de rezistență depinde de probabilitatea de a fi în punctele slabe de eșantionare. Odată cu creșterea dimensiunii eșantionului (în special, grosimea acestuia) crește probabilitatea de a găsi puncte slabe în ea și puterea sa este coborât. Este posibil ca, din cauza naturii statistică a rezistenței electrice a considerațiilor de mai sus se aplică și în cazul unei avarii.
În conformitate cu teoria statistică a criteriului puterii de similitudine a fracturii la oboseală a L / G are următoarea semnificație: dacă proba, modelul și partea au diferite valori ale L și G, dar relațiile GIL ele coincid, va fi la fel, iar funcția de distribuție a limita rezistenței, exprimate în termeni de stres maxim o zonă de concentrare.
Recent, a dezvoltat teoria puterea statistică care să ia în considerare faptul că metalele sunt materiale compuse dintr-un număr mare de cristale orientate în mod diferit.
Posibilitatea de a aplica teorii statistice pentru a estima puterea de o condiție de limitare a materialului discutat în Sec.
Unul dintre principalele puncte ale teoriei statistice a rezistenței corpurilor fragile este faptul că distribuția defect într-o probă de material de testat se supune legilor statisticii, și se presupune că fiecare distrugere probă începe cu cel mai periculos defect al tensiunii critice egală cu puterea teoretică a unui corp fragil.
Fibrele de testare compozite. Pentru a testa fibrele și crearea teoriei statistice a rezistenței fibre compozite a creat aparatul de testare inițială (fig. 6.7), cu un siloizmereniya sistem unic cu creșterea monofilamente de testare rigiditate și grinzi cu intrare diagrama tulpina, care să permită evaluarea caracteristicilor statistice ale nu numai putere, ci și un modul și tulpina final a fibrelor, care afectează în mod semnificativ punerea în aplicare a rezistenței fibrelor din materiale compozite. Bazat pe numeroase teste, sa constatat că puterea funcției de distribuție nu se supune legii normale și nu întotdeauna - distribuția Weibull. Bazele teoretice ale utilizării în teoria statistică a rezistenței pentru fascicule de fibre - noi funcții de distribuție bimodală, care ne-au permis să obțină cereri rezonabile cu privire la proprietățile statistice ale fibrelor.
În acest capitol vom rezuma teoria statistică a puterii, dă o explicație a două fapte fundamentale asociate cu un defect structural și Neuaifbratitatea solide: 1) de dispersie a datelor de încercare pentru același material; 2) puterea efectului la scară. Cu toate acestea, luarea în considerare a acestor probleme nu este scopul principal al acestui capitol. Teoria statistică a puterii [1,3, 6,46, 8.1-8.11] folosește în general un model de corp rigid cu un singur tip de defecte distribuite în mod aleatoriu în mărime și gradul de pericol. Dar, în cartea [1.3] și publicațiile anterioare arată că curbele de distribuție pentru sticlă anorganică și în special fibre de sticlă polimodale. Cele mai recente studii au arătat că polimodală, de asemenea, fibre de polimer inerente și filme. Rezultă materialele polimerice rezistență discrete. Acesta se va concentra pe aceste rezultate, dar mai întâi pe scurt discuta natura statistică a forței solide.
Chechulin [55], analiza critică a principalelor prevederi ale teoriei statistice a rezistenței oferite de Weibull-deșeuri [55], Kontorova și Frenkel [56], bazat pe o teorie mai riguros fizic și utilizarea defectelor funcționale de distribuție pericol teoretic mai bine de sunet, distribuite statistic de-a lungul volumului corpului si responsabil pentru distrugerea organismului comun sub sarcină, având în vedere o nouă formulă de calcul a rezistenței de materiale fragile. Formula Weibull a fost un caz special al acestei formule, și este valabilă atunci când numărul de defecte în volum al organismului este mare.
Astfel, între datele experimentale și teoria statistică are o rezistență suficientă meci.
Cele mai riguroase și promițătoare aparent este unificată tărie teoria statistică Volkova [57], stabilind un titru criteriu statistic comun ca o anumită toleranță la probabilitatea procesului de fractură. Volkov considerând materialul minciună într-un set de boabe policristalină parțial interconectate, și ca un mediu policristalin continuu.
Aceste idei sunt baza propunerilor în 1939 teoria statistică a rezistenței W. Weibull, care se bazează pe ipoteza cea mai slabă verigă. O astfel de teorie pentru uniforme întindere rezultate în dependența exponențială a puterii pe volum.
Se arată că modelele rezultate sunt în concordanță cu teoria statistică a dependenței de rezistență și timpul de temperatură a rezistenței în teoria fluctuație.
O modele mai generale pot fi obținute numai pe baza teoriei statistice a rezistenței bazate pe utilizarea de variabile aleatoare și caracteristici stocastice. O astfel de teorie ar permite nu obține numai eterogenitate cuantificată a parametrilor pentru a descrie efectul dimensiune, dar, de asemenea, să se stabilească dependența proprietăților de rezistență și de deformare a materialului pe direcția de aplicare - o sarcină în ceea ce privește consolidarea într-o stare de stres complex.
Recent, mai mulți susținători este ideea construirii teoriei puterii statistice, mai întâi avansată de A. P. Aleksandrovym și S. N. Zhurkovym în 1933 [3] și a găsit dezvoltat de Weibull Kontorova și Frenkel, Fisher și Hollomona, Afanasyeva Volkova, Bolotin et al. în ciuda dezvoltării semnificative a teoriei dislocațiilor și de crack teorie, metode moderne bazate pe aceste teorii nu permit să efectueze calcule de inginerie. Practic nu este acceptabil pentru calcule de inginerie și teoria rezistenței bazate pe o abordare statistică. Evaluarea capacității portante a desenului sau modelului real de calcul încă este posibilă numai atunci când se utilizează o teorie particulară, de multe ori fenomenologică bazată pe metodele de mecanica mediilor continue. Teoria rezistența mecanică, în general, necesită semnificativ mai puține informații despre material, decât orice teorie microscopic sau atomic și criterii formulate adecvat pentru utilizarea practică.
Una dintre primele lucrări din țara noastră în domeniul teoriei statistice a rezistenței a fost cercetările efectuate la Departamentul Doctor.
Parametrii care limitează suprafețele la fractură macroscopic odată ce sarcina determinată în teoria statistică a puterii [2] în conformitate cu materialul de testat pentru diferite relații între comitent subliniază 1 natură. Cu toate acestea, tehnica testelor la oboseală sub stare de stres complex asociat cu dificultăți mai mari decât metoda de testare cu o singură încărcare.