Микромеханизм разрушения кристаллических тел

Микромеханизм разрушения кристаллических тел [c.116]

Аналогичным образом можно использовать физические представления о микромеханизме разрушения кристаллических тел для уточненного описания условий разрушения реальных конструкционных материалов. [c.122]

Влияние температуры на сопротивление усталости зависит от многих факторов и неоднозначно для различных металлов и сплавов. С повышением температуры на микромеханизм образования и роста усталостных трещин накладываются диффузионные процессы, особенно в зоне границ зерен и включений примесей. Микромеханизм усталостного разрушения кристаллических тел существенно усложняется в случае переменных тепловых воздействий (тепло-смен), когда взаимодействуют процессы циклического упрочнения материала, повышающее его долговечность, и процессы термического разупрочнения и накопления повреждений при повышенных температурах. [c.121]

Для теплонапряженных элементов конструкций характерны металлы и сплавы, которые являются поликристаллическими материалами, состоящими из кристаллических зерен. Поэтому в этой главе кратко изложены используемые в дальнейшем основные физические представления о структуре кристаллических тел и микромеханизме их деформирования и разрушения. [c.54]

Охвачен широкий круг вопросов механики разрушения, начиная с микромеханизмов деформации и разрушения кристаллической решетки, инженерных подходов к задачам механики разрушения и заканчивая математическим анализом образования, слияния и развития дефектов материала. Рассмотрены физика и механика микроразрушения, включая образование и рост микротреш ин разных видов. Даны основные положения и методы линейной и нелинейной механики разрушения вместе с соответствуюш и-ми критериями разрушения. Уделено внимание избранным специальным проблемам механики разрушения, включая механизмы деформирования и разрушения полимеров. Подробно представлены математические методы решения плоских задач теории упругости при конечных деформациях в условиях физической и геометрической нелинейности. Даны многочисленные примеры расчета перераспределения полей напряжений и деформаций при разных вариантах поэтапного многоступенчатого нагружения многосвязных областей. [c.2]

Скорость разрушения определяется кооперативными процессами, прол исходящими на микро- и макроуровнях, и поэтому необходим учет как прочности межатомной связи в бездефектной кристаллической решетке, так и характеристик прочности и пластичности материалов с дефектами — дислокациями, вакансиями и т. п. на микро- и макроуровнях с учетом влияния исходной структуры на характеристики прочности и пластичности. В связи со сложностью поставленных механикой разрушения задач прямого эксперимента недостаточно для определения общих закономерностей разрушения материала с трещиной, а требуется привлечение подходов физики разрушения, позволяющих вникнуть в суть механизма явления. Но и это о мало, так как необходимо учитывать сложные по своему содержанию микропроцессы, оказывающие неоднозначное влияние на макропроцессы, определяющие в конечном итоге скорость разрушения. Переход от микроразрушения к макроразрушению может быть достигнут путем учета масштабного подобия. Это требует привлечения к а 1ализу механики трещин наряду с физикой прочности также теории подобия и анализа размерностей [28, 29]. Для применения теории подобия необходимо иметь большой объем предварительных данных и конкретных физических идей, позволяющих вывести уравнение, определяющее процесс. Если уравнение не удалось вывести, то применяют анализ размерностей [29]. Подходы механики разрушения позволяют рассматривать процесс разрушения как автомодельный, что упрощает решение задач механики трещин, ибо в условиях автомодельности необходимым и достаточным условием обеспечения подобия локального разрушения является использование только одного критерия подобия. К тому же теория подобия является своеобразной теорией эксперимента, так как позволяет установить, какие параметры следует определять в опыте для решения той или иной задачи [28]. Неучет этого фактора при определении критериев линейной механики разрушения привел к известным трудностям и к необходимости раздельного определения статической Ki . динамической Кы и циклической /С/с трещиностойкости. Однако каждый из указанных критериев, определенных экспериментально, без учета подобия локального разрушения, даже при одном и том же виде нагружения часто не дает сопоставимых значений из-за влияния степени стеснения пластической деформации на микромеханизм разрушения. [c.41]

Таким образом, смена микромеханизма разрушения при росте трещины обусловлена достижением пороговой (критической) микроскопической скорости роста трещины, выше которой данная диссипативная структура становится неэффективной с точки зрения диссипации упругой энергии. Фактическим признаком такого перехода, например, является появление в изломе усталостных бороздок критического размера. Микроразрушение в зоне бороздчатого рельефа (разрушение микроотрывом) следует рассматривать как неравновесный фазовый переход в трикритической точке, соответствующий сосуществованию трех фаз квази-кристаллической, квазиаморфной и деструктивной (или [c.129]

Рассмотренные до сих нор теории пластичности основывались на гипотезах формального характера реальная структура поли-кристаллического материала и хорошо известная картина пластического деформирования кристаллических зерен при этом совершенно не принимались во внимание. Такой подход имеет свои преимуп] ества и недостатки. С одной стороны, обилие законы пластичности, сформулированные для нроизвольного тела безотносительно к его физической природе, позволяют охватить единообразным способом широкий круг явлений — пластичность металлов, предельное равновесие грунтов, хрупкое разрушение горных пород и бетона и так далее. Такая общность чрезвычайно подкупает действительно, экспериментатор с удивлением обнаруживает, что макроскопическое поведение тел самой разнообразной физической природы оказывается поразительным образом сходным. Оказывается, что это поведение егце более поразительным образом может быть приблизительно хорошо описано при помощи уравнений, полученных из некоторых априорных гипотез достаточно формального характера. Но при более детальном изучении опытных данных оказывается, что при внешнем глобальном сходстве обнаруживаются и различия в поведении разных материалов. Эти различия связаны с тем, что микромеханизмы не только неунругой, но даже упругой деформации не одинаковы. Поэтому естественно стремление к тому, чтобы положить в основу теории пластичности некоторые физические представления о протекании пластической деформации. Нужно признать, что мы еш е далеки от возможности построения макроскопической теории, основанной на анализе и описании процессов, происходящих на микроуровне. Теория скольжения Батдорфа и Будянского, которая будет схематически изложена ниже, отнюдь не может быть названа физической теорией. Однако положенные в ее основу гипотезы в определенной мере отражают процессы, происходящие внутри отдельных кристаллических зерен, хотя и не воспроизводят их точным и полным образом. Пластическая деформация единичного кристалла происходит за счет сдвига в определенной кристаллографической плоскости в определенном нанравлении. Совокупность плоскости скольжения и направления скольжения в этой плоскости называется системой скольжения. Система скольжения задается парой ортогональных еди- [c.558]

Развитие представлений о микромеханизмах деформации и разрушения поверхностей при трении вьiявиJЮ ограниченность существовавшего подхода. Как известно, разрушение материалов и их прочностные свойства контролируются дефектами строения, В случае кристаллических тел важная роль принадлежит дислокациям и в большинстве jrvMaeB макроскопические 4 [c.4]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...