Расчеты теоретической прочности тел, между частицами которых действуют вандерваальсовы силы, показывают, что для ди-польного взаимодействия теоретическая прочность примерно в 50 раз меньше, чем для химических связей. По величине модуля Юнга и теоретической прочности, вычисленной из формулы (I. 5), можно судить о типе связей, ответственных за разрыв. Это особенно важно для расчетов прочности полимеров.[9, С.14]
Понятие о теоретической прочности привлекается для оценки заложенных в различных полимерах ресурсов прочности; ат рассчитывается для твердых тел с идеальной структурой, не нарушенной никакими несовершенствами, дефектами и повреждениями. Теоретическая прочность как характеристика структуры твердого тела рассчитывается для простых видов напряженного состояния, например для всестороннего или одностороннего растяжения или же сдвига. Теоретическая прочность характеризует максимально возможную прочность твердых тел, находящихся при достаточно низких температурах (~0 К) или подвергнутых кратковременным воздействиям, когда исключено термофлуктуа-ционное возникновение структурных дефектов. Методы расчетов теоретической прочности приведены в монографии [5].[3, С.281]
Монография построена следующим образом. Вначале приведены сведения о теоретической прочности полимеров. Затем рассмотрены термофлуктуационный механизм и теория разрыва отдельно взятой полимерной цепи и полимеров с идеальной структурой, а далее — проблема разрушения простых твердых тел и полимеров с реальной структурой, где цепи нагружены неравномерно, но микротрещины отсутствуют (бездефектные материалы изучены научными школами проф. Ф. Ф. Витмана, автора этого предисловия и автора монографии). При этом развивается парадоксальная, на первый взгляд, концепция прочностных состояний. Впрочем, парадокс лишь кажущийся, поскольку прочность обусловлена структурой, а существование состояний с различной структурой комментариев не требует.[17, С.8]
Расчет Орована является примером обычно встречающегося отождествления двух разных понятий: теоретической прочности и критического напряжения. Теоретическая прочность—это максимум квазиупругой силы в идеальной бездефектной решетке (расчеты Борна, Цвикки, Кобеко). Поскольку в идеальном материале нет дефектов, ни одна из возможных поверхностей разрушения не является преимущественной и свободных поверхностей разрыва не образуется. Поэтому разрушение идеально твердого тела при абсолютном нуле осуществляется путем распада его на отдельные атомы (молекулы) или атомные плоскости. Такой процесс отличается от реального процесса разрушения твердых тел, при котором образуются две или несколько новых поверхностей разрыва с разделением твердого тела на макроскопические части.[9, С.24]
Прочность при одновременном разрыве всех химических связей вдоль поверхности разрыва относится к теоретической прочности 0Т (при О К) или к предельной прочности сгп при температурах, отличных от абсолютного нуля. Причина низкой прочности реальных материалов (техническая прочность) заключается в наличии в них микротрещин и других слабых мест (дефектов) структуры. Под действием внешних или внутренних напряжений (I рода) возникают локальные концентрации напряжений, которые при относительно небольших нагрузках могут достигать теоретической прочности структуры.[3, С.281]
Коэффициент а зависит от типа связи и сохраняет постоянство до напряжений, составляющих примерно 0,5 от теоретической прочности связи (см. рис. 7, 8). Следовательно, чем выше локальное напряжение на связи, тем меньше энергия диссоциации (распада) этой связи (рис. 9). Такая ослабленная механоактивирован-ная молекула легче распадается под действием химических реагентов, способных разрушать соответствующие связи.[8, С.40]
При отличных от нуля температурах и достаточно больших временах нагружения твердое тело с идеальной структурой разрушается при напряжениях, меньших теоретической прочности; в результате флуктуации и действия напряжения в нем возникают структурные дефекты, снижающие прочность. Соответственно в разрушении начинает играть роль временной фактор.[3, С.282]
Борн9 рассчитал теоретическую прочность каменной соли при всестороннем равномерном растяжении, а Двикки10—при одноосном растяжении. Результаты этих расчетов, как и последующие расчеты теоретической прочности, строго говоря, справедливы только при температуре абсолютного нуля.[9, С.11]
Выше рассмотренное явление падения прочности во времени, получившее название статической усталости **, связано с тем, что возможны образование и рост трещины при напряжениях, которые меньше теоретической прочности (см. с. 419). Однако в этих условиях скорость распространения трещин или надрывов настолько мала, что разрушение образца наступает только по истечении более или менее длительного промежутка времени. При достаточно низких температурах, разных для различных полимеров, когда величина долговечности сравнительно велика, статической усталостью можно пренебречь[7, С.424]
Применение формулы Орована (1.4) к полимерам затруднительно, так как отсутствуют данные о их свободной поверхностной энергии, особенно в ориентированном состоянии, для которого и представляют интерес расчеты теоретической прочности.[9, С.14]
Так, нам удавалось [265] получать из почти гомодисперсно-го полистирола с М « 10' — правда, при огромных степенях вытяжки — волокна с прочностью да 1,5 ГПа при комнатных температурах и 4 ГПа — это уже почти половина теоретической прочности полистирола — при температуре жидкого азота. Сходные результаты ранее были нами получены на плохо кристаллизующемся полиакрилонитриле с М > 106. Однако хотя и плохо, он все же кристаллизуется, и этот результат можно объяснить (см. разд. XVI. 3; именно потому что кристаллиты дефектны и заштрихованная область рис. XVI. 8, а достаточно обширна), а ориентация повышает и степень кристалличности; образование дефектных КВЦ типа фибрилл Стэттона и большая протяженность цепей обеспечивают фиксацию. Правда, производительность подобного процесса очень мала (вытяжка ведется из разбавленного раствора) и целесообразность его определяется потребностью рекордных прочностных свойств именно полиакрилонитрила.[6, С.388]
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА СТУДЕНТАМ!!! Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Кепе, Диевского. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
А также: Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и задачника Мещерского. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников, а также решебнки: Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна. Решение любых задач по физике и гидравлике на сайте fiziks.ru
Что самое приятное на любом из этих сайтов Вы можете заказать решение задач по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, материаловедение, ТКМ и другие.