Статья по теме: Ослабления материала

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Термин «разрушение» охватывает всю последовательность разрушения от его возникновения, роста трещин и их распространения до полного разрушения. В отличие от деградации и ослабления материала путем термического воздействия и влияния окружающей среды под процессом разрушения понимают разделение тела на части под действием напряжения, направленного вдоль оси последнего. Это возможно только при наличии действующей силы. Однако силы вызывают деформации. Следовательно, началу разрушения всегда предшествует деформирование образца.[1, С.21]

Объяснение разрушения как последовательности отдельных этапов будет главным образом использовано в дальнейшем. Это вынуждает рассматривать корреляцию таких этапов с конечным критерием ослабления материала.[1, С.66]

Кавабата и др. [6] исследовали статистику разрушения саженаполненного вулканизата бутадиен-стирольного каучука (БСК)- Они пришли к заключению, что либо коэффициент связи напряжения и скорости ослабления материала растет со временем, либо еще до разрушения вулканизата каучука возникает несколько локальных очагов разрушения. Наилучшее совпадение теории с экспериментом получено для критического числа 3 — 4 микроскопических очагов разрушения как зародышей образования нестабильной трещины. Для несимметричного распределения долговечности (рис. 3.2) соотношение (3.5) также не выполняется при больших значениях т (т 5=2). Это означает, что либо плотность вероятности ослабления материала труб /С меньше для образцов, имеющих больший срок службы, либо К зависит от времени нагружения. В первом случае приходится предполагать, что с самого начала образцы были статистически не идентичными, а во втором, что они подвержены структурным изменениям, влияющим на К. По-видимому,[1, С.62]

В данной главе приведен обзор общих представлений различных теорий разрушения, не имеющих явной связи с характерными свойствами молекулярных цепей, их конфигурационной и надмолекулярной организацией, тепловой и механической перестройкой. Это относится к классическим критериям ослабления материала и общим механическим моделям сплошных сред. Теории кинетических процессов разрушения учитывают вязкоупругое поведение полимерного материала, но вывод критериев разрушения не связан с подробным морфологическим анализом. Эти основополагающие теории тем не менее неоценимы для объяснения статистических неморфологических сторон процесса разрушения или его характеристики с точки зрения механики сплошных сред.[1, С.59]

В данном случае 0* рассматривается в качестве основной характеристики материала, которая может быть определена, например, при испытании на растяжение. Согласно теории Рэнкина, в пространстве напряжений поверхность ослабления является кубом. При большем критическом значении а*, если одна из компонент напряжения является сжатием, эта теория принимает несколько иной вид. Поверхность ослабления материала снова представляет собой куб, но с центром, смещенным относительно начала координат.[1, С.68]

Уже отмечалось, что ослабление полимерных материалов феноменологически может иметь различный вид — хрупкое разрушение при распространении трещин в образце, пластическое при пластическом деформировании, следующем за пределом вынужденной эластичности при сдвиге, или квазихрупкое разрушение, следующее за нормальным напряжением вынужденной эластичности (образование трещины серебра). Следует ожидать, что различные проявления ослабления материала вызваны различными значениями и видами напряжения. Это означает, что для различных явлений разрушения существуют свои поверхности ослабления, которые могут перекрывать и пронизывать друг друга. Подобные факты широко исследуются и обсуждаются в известной монографии Уорда [20] и в работах [21—34].[1, С.67]

Б. Распространение трещины в пластическом материале перпендикулярно приложенному напряжению Это вид разрушения, при котором трещина постепенно распространяется поперек волокна под действием возрастающей нагрузки и (или) деформации и раскрывается в форме v-образного надрыва вследствие стабильного состояния вынужденной эластичности (последние стадии процесса вытяжки) оставшегося материала; трещина проходит в область последнего катастрофического ослабления материала, наступающего в момент, когда напряжение в оставшейся суженной части поперечного сечения достигает критического значения (рис. 8.20).[1, С.267]

Как отмечалось выше, большой разброс прочности и ее зависимость от формы образца можно объяснить, вводя понятие различной степени напряженности дефектов. Это означает замену одной статистической переменной (исходной прочности) другой (макроскопической прочностью или долговечностью). Хотя такая замена не учитывает природу микроскопических дефектов, все же она позволяет получить с помощью статистического анализа информацию о размере, числе, положении и напряженности этих дефектов (трещин). Термин «дефект» следует употреблять с некоторой осторожностью. Во-первых, дефект можно рассматривать как полость эллипсоидальной формы, которая может действовать как концентратор напряжения и как возможный источник нестабильности и ослабления материала. Во-вторых, его следует также понимать как слабую область, содержащую молекулярные нерегулярности. Под[1, С.63]

Увеличение температуры сопровождается учетверением числа свободных радикалов в момент макроскопического разрушения. Во-первых, как уже отмечено, прочность связи в таком случае убывает и таким образом облегчается разрыв цепей при данном молекулярном напряжении. Во-вторых, уменьшение межмолекулярного притяжения и увеличение подвижности молекул вызывает более быструю релаксацию молекулярных напряжений. По той же причине, в-третьих, плотность накопленной энергии упругой деформации при данной величине деформации убывает, что в свою очередь будет влиять на стабильность и распространение трещин. В-четвертых, возросшая реакционная способность свободных радикалов может увеличить несоответствия между концентрациями образованных свободных радикалов и обнаруженных радикалов в момент ослабления материала.[1, С.205]

Согласно теории Буше — Халпина [69] , разрушение эластомеров определяется ограниченной вязкоупругой растяжимостью каучукоподобных нитей. Авторы данной концепции предполагают, что большая часть волокон на вершине растущей трещины натянута до своего критического удлинения Яс. Образец разрушается при большей деформации Кь, когда q волокон разорвутся за время h = qt'. Величины Кь и Кс связаны через ползучесть материала и коэффициент концентрации напряжений. Предложенная теория позволяет рассчитать удлинение при разрыве Кь, если известна ползучесть. При этом не учитывается зависимость концентрации напряжения от длины растущей трещины или уменьшения долговечности f одного волокна в процессе ползучести образца. Предполагается, что все волокна придется вытянуть от практически нулевого удлинения до Кс. В первую очередь это удлинение будет влиять на численные значения q, которые можно рассчитать путем построения экспериментальных поверхностей ослабления материала. Группа из q волокон при статистическом развитии событий, когда разрушение одного из них может повлечь за собой полное разрушение последующего, определяется средней долговечностью , равной qt', и распределением Пуассона для 1ъ'.[1, С.91]

Как правило, для технологических процессов желателен третий вариант поведения образца. Чтобы определить область допустимых нагрузок, необходимо изучить явление задержки ослабления материала, т. е. зависимость его прочности от времени.[1, С.277]

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