На главную

Статья по теме: Локального напряжения

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Рис. 6,8. Зависимость локального напряжения 0* (кривая 1) и предела вынужденной высокоэластичности ав в вершине краевой трещины при низкой (кривая 2) и более высокой, но ниже Гс, (кривая 3) температурах от длины начальной краевой трещины /о в образце-полоске при заданном растягивающем номинальном напряжении [5, С.165]

Следует заметить, что w равно произведению локального напряжения и возбужденного объема. Этот объем определяется поперечным сечением пространства, занятого частицами, и смещением этих частиц в процессе возбуждения. Необходимо, чтобы объем и энергия относились к одному и тому же процессу возбуждения.[1, С.78]

Постепенное увеличение межатомных расстояний вплоть до величин, соответствующих разрыву, по всей вероятности, также снижает устойчивость связей к внешним воздействиям, т. е. активирует их. Причем это ослабление связей при растяжении за пределами соотношения величины локального напряжения к теоретической прочности 0,5 резко возрастает не пропорционально напряжению (см. рис. 7).[2, С.42]

Перенапряжение П в вершине трещины способствует разрыву связей и препятствует их восстановлению. Чтобы учесть это, необходимо из потенциальной энергии U вычесть элементарную работу шП, которая совершается внешним локальным напряжением П на пути X, (см. рис. 24), а к U' прибавить работу ш'П, которую надо совершить против внешнего локального напряжения на пути Х2. Здесь <й=Х,ХХП и со' =Х2ХХП—элементарные флуктуа-ционные объемы, в которых происходит разрыв и вссстановление связей при тепловых флуктуациях, причем Хп—элементарный отрезок фронта (периметра) трещины, состоящий из одной или нескольких частиц, одновременно охваченных флуктуацией*; X—элементарный путь порядка межатомного расстояния, на который продвигается участок фронта трещины при каждой флуктуации (см. рис. 23); Xj и Х2—величины, зависящие от типа связи и структуры твердсго тела.[3, С.47]

С ростом температуры ав<0> и В уменьшаются. На рис. 6.8 приводится сравнение зависимости а* от /о, рассчитанной для упругого твердого тела (кривая /), с зависимостью 0В в вершине трещины от /о при высокой (кривая 3) и низкой (кривая 2) температурах. Кривая / на участке АВ соответствует коротким трещинам и рассчитывается по формуле (4.18), а на участке ВС — длинным трещинам и рассчитывается по формуле (4.23). Как видно из рисунка, при низких температурах (кривая 2) во всем диапазоне изменения /0 от 0 до 1К предел 0„ выше локального напряжения а*. Это значит, что неупругая деформация отсутствует и при всех /о наблюдается хрупкое разрушение. При относительно высоких температурах 0В(0) снижается, и уменьшается наклон кривой сгв, так как с ростом температуры коэффициент В уменьшается. Точка пересечения D кривых / и 3 разделяет области коротких и длинных трещин. В области / (малые /о) по-прежнему 0В выше о*, и происходит хрупкое разрушение. В области // (большие /о) сгв ниже 0*, и происходит локальная неупругая деформация (квазихрупкое разрушение). Область /// («закритические» трещины с 1о^1к) соответствует атермическому механизму разрушения, где[5, С.165]

Полученный результат с точностью до числового множителя порядка единицы совпадает с оценками величины локального напряжения вблизи вершины трещины, полученными другими методами.[5, С.76]

Двухуровневая модель разрыва химических связей в вершине трещины (см. рис. 6.3) предсказывает существование безопасного локального напряжения <т0*, которое рассчитывается по формуле (6.1). При этом сто* — (Зсго, где хто — безопасное напряжение, рассчитанное из безопасной нагрузки. Так как на практике используются полимерные материалы с короткими трещинами, а материалы с длинными трещинами должны отбраковываться, то ниже мы рассмотрим безопасное напряжение только для коротких трещин, в основном для субмикротрещин и микротрещин (/о = 0,014-10 мкм). Для полимерных волокон характерно наличие субмикротрещин (0,01 — 0,1 мкм), а для пластмасс — микротрещин (1 — 10 мкм).[5, С.168]

Ниже температуры механического стеклования Тл (температуры релаксационного а-процесса) в полимерных стеклах и эластомерах наблюдаются у- и [3-переходы. Температура хрупкости ТХр связана с проявлением сегментальной подвижности в микрообласти, примыкающей к вершине микротрещины. Сегментальная подвижность возникает под действием локального напряжения а*, т. е. имеет место вынужденная высокоэластич-ность в области перенапряжения. При низких температурах предел вынужденной высокоэластичности <тв выше а* (рис. 7.5), и сегментальная подвижность заморожена. Но при повышении температуры а„ снижается, достигая при некоторой температуре ТХр локального напряжения (о*. Поэтому при Тхр и выше (вплоть до Гкхр) в области перенапряжения в вершине микротрещины происходит высокоэластическая деформация, снижающая коэффициент кэнцентрации напряжений и обеспечивающая переход от группового к индивидуальному термофлуктуа-ционному разрыву связей. По сути дела при Тхр в микрообласти перенапряжения наиболее опасной микротрещшш наблюдается а-процесс релаксации с Та, смещенной под действием напряжения к ГХР. В последующем будем называть такой а-процесс вынужденным, его температура Тв—>-Га при ст—>-0.[5, С.203]

Термофлуктуационный механизм разрушения обосновали с помощью эксперимента на образцах с равной степенью поперечного сшивания, но существенно отличающихся интенсивностью межмолекулярного взаимодействия. Авторы [15, с. 425] утверждали, что «с повышением температуры уменьшается число межмолекулярных связей, несущих нагрузку при данной частоте приложения деформирующей силы». Это значит, что основной причиной разрыва связей авторы считают флуктуации тепловой энергии. В то же время условие нагружения (возрастание нагрузки вплоть до разрыва образца) обуславливало в рассматриваемом случае непрерывное возрастание локального напряжения на связи.[4, С.223]

приводит к выводу, что материал под влиянием локального напряжения пр'и вершине трещины ведет себя как пластичный, а не как хрупкий, несмотря на то что макроскопические свойства материала позволяют характеризовать - его как хрупкий. Такие пластические деформации материала состоят в значительных перемещениях сегментов цепей, что вызывает рассеяние энергии. В этом процессе участвуют скорее вторичные силы Ван-дер-Ва-альса, чем первичные ковалентные связи [4]. Следует ожидать, что экспериментальные условия и изменения молекулярной и надмолекулярной структур будут оказывать значительное влияние на поведение материала.[4, С.92]

с напряжениями дальней области). Следует заметить, что в рамках данной модели, как и предыдущей, единственный способ устранения локального напряжения связывают только с упругими элементами и их разрывом. Поэтому применение подобных моделей, по-видимому, ограничено случаями хрупкого разрушения органических стекол и других систем, не обладающих большой неупругой или пластической деформацией при возникновении разрушения.[1, С.91]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь



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.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кауш Г.N. Разрушение полимеров, 1981, 440 с.
2. Барамбойм Н.К. Механохимия высокомолекулярных соединений Издание третье, 1978, 384 с.
3. Бартенев Г.М. Прочность и разрушение высокоэластических материалов, 1964, 388 с.
4. Гуль В.Е. Структура и прочность полимеров Издание третье, 1978, 328 с.
5. Бартенев Г.М. Прочность и механика разрушения полимеров, 1984, 280 с.
6. Михайлов Н.В. Основы физики и химии полимеров, 1977, 248 с.
7. Кулезнёв В.Н. Основы физики и химии полимеров, 1977, 248 с.

На главную