Гриффитс

Начавшееся хрупкое разрушение является самопроизвольным процессом накопленная в системе энергия поддерживает процесс лавинообразного хрупкого разрушения, затрата энергии на образование новых поверхностей меньше, чем освобождающаяся при этом упругая энергия. Гриффитсом было установлено, что существует некоторая критическая длина трещины, назовем ее первой критической и обозначим через /аь рост которой происходит самопроизвольно и сопровождается уменьшением энергии в системе. Как было сказано выше, для того чтобы трещина двигалась, кроме энергетических условий (уменьшение энергии в системе), требуется и достижение определенного напряжения в устье трещины, что достигается при втором критическом ее размере—1с. Ввиду того что в металлах трещина не предельно остра, определяет хрупкую прочность вторая критическая длина дефекта, поскольку h >U, для, стекла имеет место обратная картина 1о<1а или разница между 1с и /э не так велика. Это количественная, но не принципиальная разница хрупкого разрушения стекла и металла. [c.72]

Отметим, что при построении различных моделей разрушения и формулировке критериев хрупкого разрушения во многих случаях исходят в общем из априорного постулирования преобладающего значения того или иного процесса. Так, например, в работах [149, 150] предполагалось, что критическое напряжение хрупкого разрушения 5с в поликристаллических материалах с различной структурой при разных температурно-деформационных условиях нагружения определяется только одним условием — переходом зародышевых микротрещин к гриффитсов-скому (нестабильному) росту. Условия распространения микротрещины как через границы зерен, так и через любые другие барьеры, возникающие при эволюции структуры в результате пластического течения, игнорировались. При этом сделана попытка объяснить увеличение S с ростом пластической деформации гР уменьшением длины зарождающихся в процессе деформирования микротрещин за счет уменьшения эффективного диаметра зерна [149, 150]. Такая модель не позволила авторам удовлетворительно описать зависимость S eP), что привело их к выводу о существенном влиянии деформационной субструктуры на исследуемые параметры. Следует отметить, что, рассматривая в качестве контролирующего разрушения только процесс страгивания микротрещины и не учитывая условия ее распространения, практически невозможно предложить разумную концепцию влияния пластической деформации на критическое напряжение S . [c.61]

Изложенные здесь представления о кинетике хрупкого разрушения ОЦК металлов опираются на несколько существенных моментов. Во-первых, введено понятие зародышевой микротрещины скола ( острой микротрещины), которая имеет раскрытие, равное параметру решетки, и длина которой определяется значением напряжения страгивания So по условию Гриффитса. В соответствии с (2.2) для перлитных сталей 0,4 мкм. [c.64]

ВИЛИ шкалу газового термометра постоянного объема, заполненного азотом, вплоть до точки кипения серы. Они получили для этой точки значение 444,70 °С в хорошем согласии с предыдущими результатами Каллендара и Гриффитса. [c.41]

В свете накопленных данных возникло предположение [3, 30], что в основе механизма КРН лежит не электрохимическое растворение металла, а ослабление когезионных связей между поверхностными атомами металла вследствие адсорбции компонентов среды. Этот механизм был назван адсорбционным. Так как хемосорбция специфична, разрушающие компоненты среды также обладают специфичностью. С уменьшением поверхностной энергии металла увеличивается тенденция к образованию трещин при растягивающих напряжениях. Следовательно, этот механизм соответствует критерию образования трещин на стекле и других хрупких твердых телах — так называемому критерию Гриффитса, согласно которому энергия деформации напряженного твердого тела должна превышать энергию общей увеличившейся поверхности, образованной зарождающейся трещиной [31 ]. Любая адсорбция, снижающая поверхностную энергию, должна способствовать образованию трещин, однако вода, адсорбированная на стекле, снижает напряжение, необходимое для растрескивания. [c.140]

Дяя того чтобы применить эту теорему к проблеме разрушения реальных твердых тел, необходимо было учесть увеличение потенциальной энергии, обусловленное образованием новых поверхностей раздела внутри твердого тела (поверхностная энергия). А.А. Гриффитс принял, что если радиус молекуляр- [c.288]

В условиях перехода к пластическому течению развитие трещины в твердом теле сопровождается его значительным пластическим деформированием. Связь прочности тела с размером зародышевой трещины в классических представлениях и в этом случае описывается выражением, сходным с уравнением Гриффитса [c.128]

В рамках фрактальных представлений рассмотрено влияние атомной шероховатости поверхности трещин на хрупкое разрушение в теории Гриффитса. При этом оказался принципиальным тот факт, что атомная шероховатость вскрывшейся трещины изменяет только поверхностную энергию [c.128]

Уравнение Гриффитса для определения реальной прочности тела с трещиной. Каковы пределы ее применения [c.161]

Из критерия разрушения Гриффитса следует, что отношение реальной и идеальной прочностей твердого тела определяется соотношением между размером молекул (или межатомным расстоянием) Ь и размером дефекта (трещины) / [c.361]

Истоки этого направления начинаются с работ А. Гриффитса (20-е годы), который показал, что разрушение высокопрочных материалов обусловлено имеющимися в теле трещинами или трещиноподобными дефектами, развитие которых и определяет весь процесс разрушения. Как указывалось выше (с. 72), концентрация напряжений в устье дефекта прямо пропорциональна корню квадратному из отношения его длины к радиусу закругления. Если напряжение в устье дефекта достигнет теоретической прочности, то произойдет хрупкое разрушение и трещина увеличится по длине. Такое местное разрушение в устье трещи-иы может перейти в самопроизвольное, если уме[1ьшение упругой энергии, обусловленное приростом трещины, будет превышать работу, необходимую для образования новых поверхностей, т. е. поверхностная энергия должна быть меньше высвобождающейся упругой энергии. [c.75]

Длину острой (раскрытие равно параметру рещетки) зародышевой микротрещины 1°, приводящей при Т —То раз-рущению, можно определить из соотношения Гриффитса [c.63]

Зарождение острой микротрещины может происходить только по механизмам, обеспечивающим такую ориентацию образовавшихся несплошностей, при которой практически исключается эмиссия дислокаций из вершины зародышевой микротрещины и, как следствие, ее пластическое притупление и превращение в пору. Зарождение острых микротрещин в ряде случаев (при умеренных температурах) происходит при напряжениях, значительно превышающих предел текучести, т. е. при пластической деформации, составляющей примерно 1—20%-Значительно раньше, например при о От, может происходить зарождение пор, т. е. микротрещин, которые при зарождении сразу притупляются за счет эмиссии дислокаций из вершин. Если при зарождении острой микротрещины условие страгива-ния Гриффитса не выполнено, дальнейший ее рост, как и рост пор, может быть только стабильным, обусловленным пластическим деформированием в ее вершине. [c.146]

Анализ субкритического развития трещины начинается с определения момента ее старта, который контролируется параметром Ji . Существуют различные методы испытаний для определения he. Прямые методы разности потенциалов, разгрузки, акустической эмиссии позволяют с помощью одного образца непосредственно фиксировать момент старта трещины и величину бхс, далее посредством пересчета определять he [134, 135, 219]. Недостатки этих методов заключаются в том, что приходится использовать довольно сложное оборудование кроме того, имеются материалы, у которых трудно дифференцировать изменение податливости образца, обусловленное текучестью или стартом трещины [13. Косвенные методы (испытания по ГОСТ 25.508—85 [143], ASTM Е399—74 [419], методы Гриффитса [330], Бигли—Лэндеса [350]) определения he требуют испытаний нескольких образцов с различными уровнями нагружения. В результате этих испытаний строится /н-кривая. Далее путем графических построений определяется величина he. [c.260]

В.Н. Бовенко [15] принял, что при механическом воздействии на твердое тело упругая энергия переходит не только в потенциальную энергию атомов (образующихся свободных поверхностей), как это было принято Гриффитсом, но и в энергию автоколебательного движения. Это привело к установлению дискретно - волнового критерия устойчивости структуры - число Бовеи-ко) [15]. Предложенная им автоколебательная модель предразрушения твердого тела базируется па постулате о возникновении областей автовозбуждения активности вещества вблизи дефектов структуры вследствие нарушения однородного состояния исходной активной неустойчивой конденсированной среды. Эти автовозбуждения являются основными носителями когерентных (или макроскопических квантовых) эффектов. Они являются очагами пластической деформации, микро- и макротрещин, зародышами образования новой фазы на различных структурных иерархических уровнях самоорганизации, источниками акустической эмиссии (АЭ), микросейсмов и землетрясений. [c.201]

В последние годы наряду с макромеханикой разрушения, основы которой были заложены А.А. Гриффитсом более 100 лет тому назад, интенсивно начали развиваться подходы микромеханики [27]. Этому способствовало создание электронных микроскопов с большим разрешением, что позволило изу- [c.287]

Критерий Гриффитса. В 1920 г. была опубликована фундаментальная работа А.А. Гриффитса Явления разрушения и течение твердых тел . В ней впервые были выведены уравнения для определения разрушающего напряжения при нагружении хрупких твердых тел. А.А. Гриффитс использовал теорему минимума энергии , согласно которой равновесное состояние твердого тела при нaгpyжe raи в ynpyiofi области отвечасг минимуму потенциальной энергии системы в це гом. При анализе критерия разрушения А.А. Гриффитс дополнил эту теорему положением о том, что состояние равновесия возможно, если оно отвечает условию, при котором система может переходить от неразрушения к разрушению путем процесса, включающего непрерывное уменьшение потенциальной энергии. [c.288]

А.А. Гриффитс доказал следуюшую теорему В упругих твердых телах, деформируемых внешними силами, сумма потенциальной энергии приложенных сил и энергии деформации тела уменьшается при появлении трещины, поверхность которой свободна от сил сцепления . На основе этой теоремы были установлены следующие выражения для разрушающего напряжения при [c.289]

Это соотношение впервые получено Гриффитсом и названо его именем. Согласно этому соотношению, реальная прочность Ра твердого (упругохрупкого) тела, имеющего трещину размером /, пропорциональна корню квадратному из длины трещины. Учитывая выражение для теоретической прочности идеального твердого тела, имеем [c.128]

И уравнение Гриффитса может быть также хфсдсташшно в виде [c.314]

Гриффитса критерий - характеризует зависимость реальной прочности твердого (упругохрупкого) тела Pq, имеющего трещину размером I, от корня квадратного из величины поверхностной анергии и обратно пропорционально корню квадратному нз длины трещины [c.361]

Эффект увеличения прочности кристалла каменной соли, а также экспериментально наблюдаемые многочисленные случаи преждевременного разрушения конструкций и сооружений при напряжениях, меньших условного предела текучести Оо,2, явились 1 унмым показателем недостаточности развитых представлений о прочности как о постоянной материала. Поэтому при исследовании прочности, начиная с работ А. А. Гриффитса, Дж. И. Тейлора, Е. О. Орована, Дж. Р. Ирвипа и др., появилось повое иап-равление, в основе которого лежит детальное изучение самого процесса разрушения. Так как разрушение происходит в результате развития содержащихся в теле реальных дефектов, при оценке прочности нужен учет имеющихся в теле трещин и опре-делепие их влияния на прочность. [c.9]

Концепция Гриффитса — Орована — Ирвина. Устойчивое и неустойчивое развитие трещины [c.21]

Для иллюстрации концепции Гриффитса — Оровапа — Ирвина найдем критическое напряжение в задаче Гриффитса, которая ставится следующим образом. [c.25]

Как отмечалось, Гриффитс предложил для решения поставленной задачи энергетическую формулировку критерия разру-пюиия на основе закона сохранения энергии трещина начнет распространяться, когда приращение поверхностной энергии (при вариации длины трещины 81 > 0) компенсируется соответствующим выделением потенциальной энергии деформации (при отсутствии других видов энергии) [c.27]

Это есть математическая запись модифицированного рсрытерия Гриффитса [399]. В левой части стоит по- у ток упругой энергии G, который может быть затрачен на разрушение, в правой части — вязкость разрушения, или иначе, удельная работа разрушения (см. (3.8)). [c.43]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...