A szilárd anyagok elméleti és valós szilárdsága
AZ ÉPÜLETI ANYAGOK MEGSEMMISÍTÉSÉRE VONATKOZÓ MECHANIZMUS VARIO MECHANIKUS EXPOZÍCIÓBAN
A kiszámított erő, ellentétben a kísérletileg talált kísérletekkel, elvi elméletnek számít.
Az elméleti szilárdság a részecskék közötti kölcsönhatási erő (ionos, kovalens, fémes kötések stb.) És az anyag szerkezetétől függ.
Például Orovan javasolta a képletet
hol van a szilárd anyag szabad felszíni energiája;
E a rugalmasság szakítószilárdsága;
x az egyensúlyi részecske távolság.
Sokkal egyszerűbb a függőség
A szilárd anyagok tényleges szilárdsága (technikai) két-három nagyságrenddel kisebb, mint az elméleti, mivel az anyagnak különböző méretű és irányú mikrotömbök vannak. A repedések feszültségkoncentrátorok, a széleiknél a feszültség sokszor nagyobb lehet, mint a minta keresztmetszetének átlagos feszültsége.
Ha a legveszélyesebb repedés tetején lévő túlfeszültség () összege megegyezik az elméleti szilárdsággal (), akkor gyors repedésnövekedés zajlik le, és a mintát két részre osztják. Az alkalmazott feszültség megfelel az úgynevezett maximális technikai szilárdságnak ().
A mikrocrack csúcsa a stressz koncentráció együtthatója. A repedés alakjától és méretétől, a nyújtás irányától való tájolásától függ. Ezért a maximális műszaki erő nem állandó anyag.
A legnagyobb technikai erőt Griffiths Ras kiolvasott állapotban repedés nő csak ha Csökkent a-shenie elasztikus energia a mintában növekedés alatt (mivel az anyag kiürítését körül növekvő rés) egyenlő vagy fájdalom-ő emeli a potenciális energia alatt fellépő Obra-mations új megszakítási felületek. (Orosz: erő függ a felületi energia, amikor a minta elszakad felület (potenciális) energia növekszik és csökken, amikor az elasztikus energia En MGMT Csökkentett erősebb uvelichivaetsya Pot CN Obrazchu pizdets .....)
Griffiths képlet. A rugalmas energia (916; W) változása egy vékony lemez formájában, amelynek hosszában (C) repedés, amely a nyújtás irányára merőleges, egyenlő:
ahol # 948; - lemez vastagsága; # 956; a Poisson aránya.
A rugalmas energia változása negatív érték. A (c) hosszúságú repedés felületi energiája egyenlő (). Következésképpen, ha a repedés hossza kisebb értékkel nő (dc), akkor a rugalmas energia csökken a 3.2. Ezzel párhuzamosan a felszíni energia növekszik.
Griffiths szerint a rombolás feltétele az energiaváltozások egyenlõsége. Ebből következik, hogy egy belső crack (c) hosszúságú lemez maximális technikai szilárdsága megegyezik
síkfeszültség állapot esetén.
Az él mikrocrack jelenlétében, amelynek hossza l a belső repedés hossza
E képletekből az derül ki, hogy a szabad felületi energiát csökkentő erősségeknél az erő csökken.
További tanulmányok lehetővé tették, hogy tisztázzák azokat a feltételeket, amelyek között a Griffith repedése növekedni fog vagy bezárul
(Az energiaváltozás (W) és a repedés hosszúsága (C))
Ha a repedés hossza nagyobb, mint a kritikus hosszúság. akkor a további növekedés a minta összes energiájának csökkenéséhez vezet, és a repedés spontán növekedni fog.
Ha a törés kisebb, mint a kritikus, akkor a teljes energia csökkenését a csökkenése okozza, és a repedés spontán lezárul. Nagyobb feszültségnél a kritikus repedés hossza, amelynél instabil, kisebb, mint egy kicsi, azaz = const.
A repedések nukleációjának középpontjában különböző mikrodefektek találhatók:
Rideg törés a fém egykristály mindig megelőzi a helyi képlékeny deformáció során a ko-alakított Tóra diszlokáció microinhomogeneity, koncentrátorok vannak belső feszültségek, és ezért okoznak gócképződés és crack fejlődés. A repedés eredete és alakja elsősorban attól függ, hogy törékeny vagy műanyag anyagokkal foglalkozunk.
Három fő típusa van a szilárd anyagok megsemmisítésének.
Az első típusú meghibásodás akkor jelentkezik, ha a térfogatban és a felszínen fellépő hibák azonosak a veszély mértékében, vagy a deformáció folyamatában egyidejűleg fordulnak elő. Ezután az egész mintában egyidejűleg sok mikro-repedés alakul ki, amelyek egy fő repedésbe merülnek össze. Ugyanakkor a szakadás teljes felülete durva. Így a polikristályok lebomlanak, mikor a mikrohulladékok kristályosodásban jelennek meg a műanyag deformáció és a gyengített szemcsehatárok következtében. Egyetlen kristályban számos előtörési repedés keletkezik a helyi műanyag deformáció következtében különböző térfogathelyeken.
A második típus akkor jelentkezik, ha a felületi hibák veszélyesebbek, mint a belsőek, és az egyes felületi hibák veszélye közel azonos. Ebben az esetben bizonyos körülmények között a repedések egyetlen fronton a minta közepére nőnek. Így a törékeny szilárd polimerek meghibásodnak alacsony feszültségen és hosszú vizsgálati idő alatt.
A harmadik típusú hiba akkor jelentkezik, ha a felületen vagy a törékeny anyag térfogatában hiba lép fel, amelyből az elsődleges repedés nő. Ahogy az elsődleges repedés nő, a minta maradék higgadt részében a feszültség (# 963; ') egyre nagyobb lesz a teljes keresztmetszetre számított kezdeti névleges feszültséghez képest; ennek eredményeképpen a repedés növekedése felgyorsul. Amikor az emelkedő feszültség # 963; ' egyenlővé válik, majd meghaladja a kritikus értéket # 963; k, a robbanás első szakaszától a másodikig átmenet van, és az elsődleges repedés a kritikushoz közeli sebességgel nő (# 965; K). A másodlagos repedések gyorsan növekednek a fennmaradó szakaszban. A törési felület durva zónáját képezik, amelyet a repedések repedéseinek elülső részein felmerülő hasítási vonalak fednek le. A harmadik típusú meghibásodás az ilyen törékeny, kemény testekre jellemző, mint a gyémánt, az ionos kristályok, a törékeny műanyagok, a kerámia anyagok, a szervetlen szemüvegek.