Теория Гриффиса

В результате многолетних исследований прочности стекол был выявлен ряд новых причин, влияющих на получаемые зна-У чения прочности, а именно условия испытаний образца, нродол- жительность его нагружения, влияние окружающей атмосферы, температуры, химического и физического прошлого образца и т. п. Эти зависимости не могли быть объ яснены теорией Гриффиса и статистической теорией, а потому для объяснения их была разработана флуктуационная теория прочности, в которой существенная роль отводится влиянию тепловых движений атомов и молекул около вершины трещины в твердом хрупком теле на величину прочности. Эта теория хорошо объяснила временную и температурную зависимость прочности стекла. Имеющиеся экспериментальные данные о влиянии окружающей среды, строения стекла и состояния поверхностного слоя образца на его прочность пока не нашли достаточно аргументированного научного объяснения. [c.22]

В теории Гриффиса рассматриваются не силы, вызывающие увеличение длины трещины, а изменение потенциальной энергии образца, расходуемой на увеличение поверхностной энергии новой поверхности, образующейся в результате расширения трещины на расстояние, при котором силами молекулярного притяжения можно пренебречь. Расчет среднего значения критического напряжения а в образце стекла, при котором происходит его разрыв, производится по следующей формуле [c.23]

Механизм разрушения твердого тела, по Гриффису, относится к атермическому процессу разрушения, когда тепловые флуктуации в теле отсутствуют или являются несущественными, а потому теория Гриффиса не может объяснить температурно-временной зависимости прочности хрупких тел. [c.24]

Теория Гриффиса дает объяснение так называемому масштабному эффекту, наблюдаемому при хрупком разрушении. Этот эффект заключается в том, что разрушающее напряжение для образцов малого размера выше, чем для больших образцов, и крупные изделия разрушаются при напряжениях значительно меньших, чем те, которые можно было бы счесть допускаемыми на основании лабораторных опытов иад образцами из того же материала. Размеры микротрещин, имеющихся внутри материала, различны, распределение их случайно и подчинено законам статистики. Более крупные трещины встречаются редко, тогда как для начала разрушения по теории Гриффиса достаточно, чтобы было очень немного трещин, длина которых превышает критическую. Вероятность нахождения таких трещин в теле значительного объема больше, чем в теле малых размеров. Эти соображения привели к развитию многочисленных статистических теорий прочности, в которых величина разрушающего напряжения и зависимость ее от размеров оцениваются при помощи теории вероятностей. [c.408]

Теория Гриффиса подвергалась экспериментальной проверке и дала удовлетворительные результаты применительно к стеклу — твердому аморфному материалу, не обнаруживающему заметных пластических свойств. Для металлов теория в ее первоначальном виде вряд ли применима. [c.408]

Модифицированная таким образом теория Гриффиса дает более реальные оценки для условия образования микротрещин в соответствии с дислокационным механизмом и для длины равновесной трещины по формуле (183.3). С другой стороны, эта теория позволяет объяснить катастрофическое распространение трещин в конструкциях из мягкой стали, которое приводит иногда к очень серьезным авариям. Известны и описаны в литературе случаи, когда огромные резервуары для хранения нефтепродуктов разрывались от верха до низа без заметной пластической деформации. По-видимому, разрушение начиналось в месте концентрации напряжений или какого-либо случайного [c.410]

Чтобы проверить теорию, Гриффис проделал опыты с тонкими стеклянными трубками, подверженными внутреннему давлению. Делая алмазом искусственные трещины, параллельные оси цилиндра, различной при этом длины, он нашел лредел прочности опытным путем. Эти опыты удовлетворительно согласовались с теоретическими выводами, вытекающими из уравнения (с). Гриффис провел далее опыты с тонкими стеклянными волокнами и нашел предел прочности при растяжении равным 3,5-10 к 1см дЛя волокна 3,3 10 мм в диаметре. Это было приблизительно в двадцать раз выше, чем ранее найденное значение для более толстых образцов. Такая значительная прочность тонких волокон может быть объяснена также на основании теории Гриффиса, если заметить, что в процессе вытягивания тонких волокон исчезают любые трещины, которые были первоначально перпендикулярны длине волокон. Гриффис отметил, что спустя некоторое время волокна теряют часть своей прочности. Производя [c.329]

Воспользовавшись уравнением (87), мы можем применить способ мыльной пленки ( 388) к задаче изгиба. Функция Ф является гармонической функцией двух переменных, следовательно, не нужно прикладывать давления к пленке, растянутой над отверстием нужной формы. Это отверстие вырезано в пластинке, изогнутой таким образом, что прогиб на контуре отверстия имеет удовлетворяющие граничным условиям значения. А. А. Гриффис и Д. И. Тейлор ) исследовали с помощью этого метода различные формы контуров. Их работы изложены в Теории упругости Тимошенко ). [c.478]

Молекулярная теория прочности начала развиваться после работ Гриффиса, когда в ряде исследований было установлено, что прочность образцов стекла, находящихся под действием постоянной нагрузки, зависит от длительности их нагружения, температуры, состояния поверхности и действия окружающей среды. Временную зависимость прочности стекла при статической нагрузке часто называют статической усталостью. Это явление наблюдается тем отчетливее, чем выше температура. Наличие временной зависимости прочности силикатных стекол имеет важное практическое значение, так как долговечность материала определяет срок службы изготовляемых из них конструкций и деталей. [c.24]

Общее рассмотрение полной энергии системы было применено А. Гриффисом при разработке им теории разрушения хрупких материалов ). [c.162]

Пользуясь решением задачи теории упругости о растяжении полосы с трещиной, Гриффис нашел величину к, она равняется я/2, однако для нас это несущёственно. Поскольку рост трещины сопровождается уменьшением потенциальной энергии пластинки, всякая трещина имеет тенденцию к неограниченному росту, так как всякое тело стремится принять состояние с наименьшей потенциальной энергией. Однако образование свободной поверхности связано с появлением энергии поверхностного натяжения. Обозначим величину поверхностного натяжения через 5. Представим себе, что трещина длины I увеличилась на А/. Потенциальная энергия при этом уменьшится на величину Аи, энергия поверхностного натяжения увеличится на 25А/. Если окажется, что уменьшение потенциальной энергии больше, чем увеличение поверхностной энергии, трещина будет самопроизвольно [c.407]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...