MECANISMUL DE DESTRUCERE A MATERIALELOR DE CONSTRUCȚII ÎN DIFERITE EXPUNERI MECANICE
Puterea calculată, spre deosebire de cea găsită experimental, se numește teoretică.
Puterea teoretică depinde de natura forțelor de interacțiune dintre particule (legăturile ionice, covalente, metalice etc.) și structura materialului.
De exemplu, Orovan a propus formula
unde este energia de suprafață liberă a unui solid;
E este modulul de tracțiune al elasticității;
x este distanța întreparticulară de echilibru.
Mai mult simplificată este dependența
Forța reală (tehnică) a substanțelor solide este de două până la trei ordine de mărime mai mică decât cea teoretică, deoarece materialul are microfraguri de diferite mărimi și orientări. Fisurile sunt concentratori de tensiune, tensiunea la marginile lor poate fi de multe ori mai mare decât tensiunea medie în secțiunea transversală a eșantionului.
Dacă cantitatea de supratensiune () din partea superioară a celei mai periculoase fisuri este egală cu rezistența teoretică (), atunci crackul crește rapid și eșantionul este împărțit în două părți. Tensiunea aplicată corespunde așa-numitei puteri tehnice maxime ().
Coeficientul de concentrație a tensiunii la vârful microfrack este. Depinde de forma și mărimea fisurii, de orientarea ei în raport cu direcția de întindere. Prin urmare, rezistența tehnică maximă nu este un material constant.
Puterea tehnică maximă Griffiths Ras citit de starea fisura creste doar atunci când Micșorați-shenie de energie elastică în eșantion în timpul creșterii sale (datorită descărcării de material în jurul fisurii în creștere) este egală cu sau durere-ea crește potențialul de energie care apare în timpul Obra-mations noi suprafețe de discontinuitate. (Prin rusă: puterea depinde de energia de suprafață, în cazul în care proba este rupt de suprafață (creșteri potențiale) de energie și scade atunci când energia elastică En Manag redusă mai puternică decât pizdets uvelichivaetsya Pot CN Obrazchu .....)
Formula lui Griffiths. Modificări în energie elastică (# 916; W) în proba o placă subțire în timpul formării fisurilor în aceasta lungime (C) orientate perpendicular pe direcția de întindere leniyu-bine
unde # 948; - grosimea plăcii; # 956; este raportul lui Poisson.
Schimbarea energiei elastice este o valoare negativă. Energia de suprafață a unei fisuri de lungime (c) este egală cu (). În consecință, atunci când lungimea fisurii este mărită cu o valoare mică (dc), energia elastică scade conform expresiei (3.2). În același timp, energia de suprafață crește cu.
Potrivit lui Griffiths, condiția de distrugere este egalitatea acestor schimbări de energie. Rezultă că rezistența tehnică maximă a unei plăci cu fisura internă de lungime (c) este egală cu
în cazul unei situații de stres în plan.
În prezența unei microcrackuri de margine, a cărei lungime l este jumătate din lungimea crack-ului intern
Din aceste formule rezultă că în concentrațiile care reduc energia de suprafață liberă, puterea scade.
Studiile ulterioare au făcut posibilă clarificarea condițiilor în care crack-ul lui Griffith va crește sau se va închide
(Schimbarea energiei (W) cu formarea în ea a unei fisuri de lungime (C))
Dacă lungimea fisurii este mai mare decât lungimea critică. atunci creșterea ulterioară va duce la o scădere a energiei totale a eșantionului, iar fisura ar trebui să crească în mod spontan.
Dacă fractura este mai mică decât cea critică, atunci scăderea energiei totale va fi cauzată de scăderea acesteia, iar fisura ar trebui să se închidă spontan. La o stres mai mare, lungimea critică a fisurilor la care este instabilă este mai mică decât cea mică, adică = const.
Obiectivul nucleării crăpăturilor este diversele microdefecte:
fractură casantă a metalului singur cristal este întotdeauna precedat de deformare plastică locală, în timpul co-format microinhomogeneity Tora dislocare, concentratoare sunt tensiuni interne și, prin urmare, de a provoca nucleația și crack dezvoltare. Originea și forma crack-ului depind în primul rând dacă avem de-a face cu materiale fragile sau de plastic.
Există trei tipuri principale de distrugere a substanțelor solide.
Primul tip de defecțiune se manifestă atunci când defectele în volum și pe suprafață sunt identice în grad de pericol sau apar simultan în procesul de deformare. Apoi, în întregul eșantion, se dezvoltă simultan multe microfragmente, care apoi se îmbină într-o singură fisură principală. În același timp, întreaga suprafață a ruperii este dură. Astfel, se descompun policrilați, în care microcracturile apar în cristalite ca urmare a deformării plastice și a limitelor granulelor slăbite. În cristale unice, un număr de fisuri înainte de fractură apar ca urmare a deformărilor plastice locale în diferite locuri de volum.
Al doilea tip se manifestă atunci când defectele de suprafață sunt mai periculoase decât cele interne și gradul de pericol al defectelor individuale de suprafață este aproximativ același. În acest caz, în anumite condiții, fisurile cresc într-o singură față spre centrul eșantionului. Astfel, polimerii solizi fragili sunt rupți la tensiuni mici și timpi lungi de testare.
Cel de-al treilea tip de defecțiune se manifestă atunci când există un defect la suprafață sau în volumul materialului fragil, de la care crește crestatura primară. Deoarece creșterea fisurii tensiunii primare (# 963 „) în indecompozabil Rushen secțiunea rămasă din probă devine mai mare în comparație cu tensiunea nominală inițială, calculată pe tot ecranul-papă în secțiune a unui râu; ca urmare, creșterea crack-ului se accelerează. Atunci când tensiunea în creștere # 963; devine egal, și apoi depășește critica # 963; k, există o tranziție de la prima etapă a exploziei la cea de-a doua și crack-ul primar crește la o viteză apropiată de cea critică (# 965; K). Crăpăturile secundare încep să crească rapid în secțiunea rămasă la. Ele formează o zonă brută a suprafeței de ruptură, care este acoperită de liniile de scindare care apar atunci când se întâlnesc fronturile crăpăturilor în creștere. Al treilea tip de defecțiune este tipic pentru astfel de corpuri fragile, dure, cum ar fi diamant, cristale ionice, materiale friabile, materiale ceramice, ochelari anorganici.