Развитие макроскопической теории

РАЗВИТИЕ МАКРОСКОПИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ [c.102]

Хотя второй закон термодинамики, сформулированный в середине XIX в., содержал принципиальную возможность приложения термодинамического подхода к описанию неравновесных процессов, основное применение термодинамики до недавнего времени ограничивалось исследованием равновесных свойств вещества. В последние десятилетия ведется интенсивное развитие неравновесной термодинамики, представляющей макроскопическую теорию необратимых процессов, протекающих в природе. [c.3]

Кроме развитой выше макроскопической теории диффузионных процессов может быть развита и микроскопическая теория диффузии, в которой явно принимается во внимание атомистическое строение твердого тела и делаются определенные предположения о механизме перемещения атомов в кристаллической решетке. [c.238]

В заключение следует заметить, что вывод о стремлении энтропии к нулю справедлив для равновесных процессов. Для тел в неравновесном состоянии энтропия отлична от нуля и при самых низких температурах. Однако недостижимость абсолютного нуля остается в силе и для этого случая. Последовательная статистическая теория поведения макроскопических систем при Г О встречает некоторые трудности, связанные с тем, что при низких температурах число эффективных степеней свободы становится малым, а поэтому возможны большие флуктуации. Преодоление этих затруднений связывается с дальнейшим развитием квантовой теории твердых и жидких тел. [c.85]

Развитие кинетической теории газов позволило внести некоторые изменения в трактовку основных понятий гидродинамики. Эти изменения прежде всего коснулись понятия частицы. Под частицей газа стали подразумевать не любую как угодно малую часть объёма газа, а весьма небольшую его часть, содержащую всё же внутри себя тысячи миллиардов молекул. При таком большом числе молекул движение частицы может зависеть от движения всех молекул в своей совокупности, но не от движения отдельно взятой молекулы. Такую частицу можно именовать макроскопической частицей. Следовательно, жидкость в конечном объеме должна рассматриваться как совокупность макроскопических частиц. Движение этих частиц и будет представлять собой макроскопическое движение жидкости. [c.28]

Параллельно с развитием теории квазихрупкого разрушения различные исследователи изучали другие аспекты развития макроскопических трещин и разрушения. [c.413]

В цикле работ И. Пригожина с соавторами (см., например, [37, 38]) развита термодинамическая теория образования упорядоченных (в пространстве или во времени) структур в макроскопических системах, далеких от равновесия. Эта теория была использована авторами для объяснения возможности существования и описания диссипативных структур в гидродинамических, химических и биологических системах. Попытаемся распространить принципы нелинейной термодинамики на процессы структурообразования при пластической деформации кристаллических твердых тел. Рассмотрим принципиальную схему такого подхода. [c.74]

Некоторые другие предположения о характере накопления повреждений. В работах [5, 17] рассмотрены модели, позволяющие описать наблюдаемое на опытах отступление от гипотезы суммирования повреждений. Некоторые формулы приведены в табл. 2. Удобный путь для уточнения и обобщения теории суммирования повреждений открывает введение двух или нескольких мер повреждения [5]. Так, разделяя усталостное разрушение на две стадии, одна из которых является инкубационной, а другая соответствует развитию макроскопической трещины, и вводя две соответствующих меры повреждения В и Во, придем к модели, приведенной в последней графе табл. 2. В таблице даны также соотношения для случая двухступенчатого режима нагружения, часто применяемого для исследования процесса усталостного повреждения. Формулы для расчета долговечности при случайном режиме изменения напряжений приведены в гл. 8. [c.162]

Макроскопическая теория поляритонов в изотропных средах может быть развита, если при исследовании поперечных колебаний ионов в уравнениях (11.7) и (11.4) мы сохраним поперечное поле [c.64]

При развитии современной теории усложненных макроскопических моделей сред и полей важно иметь ясное представление о том, что даже в рамках ньютонианской механики описание явлений с существенным проявлением внутренних степеней свободы невозможно только на базе главного уравнения механики Ньютона [c.471]

Отметим, что развитие статистических теорий для вывода макроскопических закономерностей, базирующееся на уравнении (6) на микроскопическом уровне, всегда связано с некоторыми существенными добавочными универсальными и частными допущениями, не вытекающими непосредственно из уравнения (6). [c.472]

Следует различать два метода рассмотрения упомянутых проблем. Первый, который мы назовем феноменологической теорией, основан на макроскопической теории флуктуаций, развитой в предыдущих параграфах. В феноменологической теории часть системы (или, при наличии корреляций, несколько частей системы) рассматривается как макроскопическая система, содержащая большое число частиц. Второй метод, который мы будем называть молекулярной теорией, основан на концепции молекулярных функций распределения. В этом методе макроскопические параметры (например, температура и химический потенциал) применяются только для всей системы, тогда как подлежащая исследованию часть описывается лишь при помощи молекулярных функций распределения, зависящих от упомянутых параметров. [c.79]

Теория сверхтекучести была развита Л. Д. Ландау (1941). Ее микроскопическая часть изложена в другом томе этого Курса (см. IX глава III). Здесь же мы остановимся лишь на макроскопической гидродинамике сверхтекучей жидкости, которая может быть построена на базе представлений микроскопической теории 2). [c.706]

Три недели тому назад, анализируя перед вами современное состояние системы теоретической физики и ее вероятное дальнейшее развитие, я старался главным образом показать, что в теоретической физике будущего наиболее важным и окончательным подразделением всех физических явлений будет подразделение их на обратимые и необратимые процессы. В следующих затем лекциях мы видели, что с помощью теории вероятностей и с введением гипотезы элементарного хаоса все необратимые процессы могут быть разложены на элементарные обратимые процессы, другими словами, что необратимость не является элементарным свойством физических явлений, а является исключительно свойством скопления многочисленных однородных элементарных явлений, из которых каждое в отдельности вполне обратимо, и обусловлена особым, именно макроскопическим, способом рассмотрения самого явления. С этой точки зрения можно с полным правом утверждать, что в конце концов все явления природы обратимы. Необратимость явлений, образованных из средних значений элементарных явлений, т. е. макроскопических изменений состояния, не противоречит этому утверждению, — это я подробно излагал в третьей лекции. Я позволю себе здесь сделать одно более общее замечание. Мы привыкли искать в физике объяснения явлений природы путем разложения их на элементы. Мы рассматриваем каждый сложный процесс, как состоящий из элементарных процессов, анализируем его, рассматривая целое как совокупность частей. Этот метод, однако, предполагает, что при таком подразделении характер целого не меняется, совершенно так же, как каждое измерение физического явления происходит в предположении, что введение измерительных инструментов не влияет на ход явления. Здесь мы имеем случай, когда вышеупомянутое условие не выполняется и где прямое заключение о целом по части привело бы к ложным результатам. Действительно, как только мы разложим какой-либо необратимый процесс на элементарные составные части, беспорядок исчезает, и сама необратимость, так сказать, ускользает из-под рук. Таким образом, необратимый процесс останется непонятным тому, кто стоит на той точке зрения, что все свойства целого могут быть выведены из свойств его частей. Мне кажется, что с подобным затруднением мы встречаемся также в большинстве вопросов, касающихся духовной жизни человека. [c.571]

Энергетическая концепция тепла развивалась по мере проникновения науки в глубь материи и в процессе развития принимала различные формы. Одной из таких форм явилась молекулярно-кинетическая теория тепла, согласно которой макроскопическая тепловая энергия представляет собой среднюю энергию механического движения молекул и колебания атомов. [c.5]

В процессе своего развития термодинамика вышла за пределы теории тепловых двигателей, и ее законы в обобщенном виде нашли применение во многих других областях науки и техники. В результате и был создан термодинамический метод исследования любых макроскопических процессов, в которых так или иначе проявляются свойства энергии. [c.5]

Хакен [23] также отмечает возможность распространения теории Дарвина и на неорганический мир, что позволяет связать возникновение макроскопических структур с рождением коллективных мод под действием флуктуаций или отбора, наиболее приспособленной моды или комбинации таких мод. При этом решающую роль играет параметр время. Это означает необходимость исследования эволюции системы во времени и возможность использования кинетической теории неравновесных процессов, развитой Дарвиным, для описания процессов в открытых физических, химических, биологических и других синергетических системах. [c.18]

Повреждения и разрушения как результат развития усталостных трещин относятся к основным формам отказов в машиностроительных конструкциях. В некоторых случаях сам факт зарождения макроскопической (например, наблюдаемой визуально) трещины уже рассматривают как отказ. Математические модели этих типов отказов обычно строят на основе феноменологических теорий накопления повреждений. Это может быть, например, гипотеза линейного суммирования повреждений или одна из моделей микромеханики разрушения. [c.55]

С начала XX века — века технического прогресса с его высокоскоростными машинами, быстроходными турбинами, развитой авиационной промышленностью — гораздо больше внимания стало уделяться исследованиям, направленным на достижение понимания явления усталости. К середине XX в. повсеместно стали проводиться широкие исследования усталости и на микроскопическом, и на макроскопическом уровнях. Физики и металлурги пытались разобраться в сути явления на микроскопическом уровне, а инженеры — рассчитывать элементы конструкций и сами конструкции на макроскопическом уровне, используя данные простых лабораторных испытаний и полуэмпирические методы расчета. Развитие теории дислокаций в этот период во многом помогло пониманию усталости на микроскопическом уровне. Создание электронного микроскопа с его высочайшей разрешающей способностью дало возможность непосредственно наблюдать за процессом усталости. [c.169]

Статистическая теория подобия усталостного разрушения в изложенной далее форме дает описание влияния концентрации напряжений, масштабного фактора, формы поперечного сечения и вида нагружения на характеристики сопротивления усталости, определяемые по условию появления первой макроскопической трещины усталости. Характеристики прочности на стадии развития усталостной трещины и окончательного разрушения описываются методами механики разрушения (см. разд. 2). [c.59]

Мы делаем такое молекулярное отступление в нашем, до сих пор чисто континуальном изложении по разным причинам. Кинетическая теория имеет фундаментальное значение для реологии полимеров. Она дает исключительно хорошее описание и объяснение различным экспериментальным результатам (глава 10), устраняющее сомнения в том, что теория основана на правильном механизме деформации в высокоэластическом состоянии и что наблюдаемые в ряде случаев заметные расхождения с экспериментом могут привести лишь к незначительным ее исправлениям. Эту удачную и весьма плодотворную молекулярную теорию макроскопического поведения конденсированной фазы следует рассматривать как значительное развитие классической физики. [c.112]

Этой проблематике и подчинена предлагаемая читателю монография. Ее основная цель состоит в разработке и обосновании полуэмпирических моделей турбулентности многокомпонентных реагирующих газовых смесей как математической основы описания структуры, динамики и теплового режима тех областей планетной атмосферы, которые формируются под воздействием комплекса аэрономических процессов и турбулентного перемешивания. Сюда относятся развитие макроскопической теории диффузионных процессов молекулярного переноса в газовых смесях в качестве основы описания тепло- и массопереноса в многокомпонентной среде верхней и средней атмосферы построение для многокомпонентного реагирующего газового континуума полуэмпирических моделей крупномасштабной турбулентности, позволяющих, в частности, удовлетворительно описывать турбулентный перенос и влияние турбулизации потока на скорости протекания химических реакций разработка усложненных моделей многокомпонентной турбулентности, включающих, в качестве замыкающих, эволюционные уравнения переноса для одноточечных вторых корреляционных моментов турбулентных пульсаций термогидродинамических параметров, предназначенных для постановки и решения разнообразных аэрономических задач, в [c.6]

Хорошо известно, что в современной физике и механике требуется построение, введение и использование новых моделей тел с усложненными свойствами. Настало время фактического развития макроскопической теории, в которой требуется изучать не только движение газов, но также и движение твердых деформируемых тел в тесном взаимодействии с физико-химическими процессами, проис-ходяш ими внутри данной частицы и в ее взаимодействии с соседними частицами тела и с внешними объектами. В последние годы в мировой литературе появляется очень много теоретических работ, в которых вводятся новые виды обобщенных сил и уравнений состояния. Подавляющее число этих работ основано на формальных математических конструкциях. [c.465]

Несмотря на наличие во всяком реальном материале тех или иных дефектов строения, которые могут являться зародышами разрушения, возможна продолжительная жизнь реальных деталей при наличии трещины, если она не развивается или развивается достаточно медленно. Поэтому важное значение приобретают теория развития макроскопических трещин, в особенности с учетом факторов, приводящих к переходу тела из до-критического состояния в закритическое, и методика анализа трещин и изломов как средства контроля за разрушением и повышения надежности конструкции [33]. Повышение хладостой- [c.4]

Одним из возможных подходов к изучению движения материальных тел является построение макроскопических феноменологических теорий, основанных на общжх добытых из опыта закономерностях и гипотезах. К таким теориям относятся классические теории упругости, пластичности, ползучести и получившие в пос- ледпее время развитие моментные теории упругости с дополнительными лараметрами, определяющими состояние среды. Ценность классических теорий с гипотезой макроскопической однородности в том, что они составляют основу инженерных расчетов в случае, когда структура материала отступает на второй план. [c.99]

Первая попытка совместного рассмотрения инкубациоиной стадии и процесса развития макроскопических трещин была предпринята, по-видимому, автором (1959 г.), который предложил двухстадийную модель усталостного разрушения. Эта модель основана на введении двух мер повреждения, одна из которых характеризует разрыхление (степень подготовки материала к образованию усталостной трещины), вторая —размер магистральной усталостной трещины. Этот подход был предложен для объяснения и описания отклонений от линейного закона суммирования повреждений при изменении порядка приложения нагрузок различной интенсивности. В статьях [7, 14 ] концепция двух стадий разрушения получила дальнейшее развитие и доведена до соотношений, позволяющих прогнозировать показатели долговечности в условиях длительного и циклического нагружения. Основой для объединенной теории послужила модель зарождения макроскопических трещин, которая позволяет сформулировать начальные условия для второй стадии разрушения. Вторая стадия состоит в развитии макроскопической трещины либо до критического размера при котором трещина становится неустойчивой, -либо до предельно допустимого значения, после достижения которого данный элемент конструкции или деталь машины условно рассматриваются как разрушенные. Общее соотношение для размера I (длины краевой трещины, полудлины центральной трещины, радиуса дисковой трещины и т. п.) имеет вид [c.115]

Рассмотрим для простоты кристаллы кубической сингонии,. содержащие по два иона в элементарной ячейке. К таким кристаллам относятся Na l, s l, ZnS и др. Будем исследовать только длинноволновые ( а-< 1) элементарные возбуждения. Относительно таких возбуждений кр-исталлы кубической сингонии изотропны. При исследовании длинноволновых возбуждений кристалл можно рассматривать как непрерывную среду и использовать макроскопическое описание. Такая макроскопическая теория длинноволновых оптических колебаний в ионных кристаллах была развита впервые Хуаном Кунем [8]. [c.59]

Тематика первой части Курса, достаточно подробно отраженная в оглавлении, естественным образом распадается на два больших раздела ) макроскопическую термодинамику и статистическую механику равновесных систем. Благодаря тому что на физическом факультете удалось спланировать учебный Ьроцесс так, что часть обязательного материала,переносится на семинарские занятия, которые проводятся по единой системе заданий, то, как правило, первые 7-8 лекций этого курса (осенний семестр включает обычно до 22 лекций) посвящены макроскопической термодинамике (ей же посвящается более трети всех семинарских занятой), а затем уже читается равновесная статистическая механика, представляющая основной материал этого семестра. Автор отказался от возможности объединить оба раздела (тома. — Прим. ред.), растворив материал первого во втором, чтобы не сог здавать иллюзии, что макроскопическая теория имеет характер предварительного введения, формулировки и положения которого в дальнейшем при рассмотрении микроскопической теории будут переосмысливаться, уточняться и т.д. Напротив, в этой части закладываются те основные и общие представления теории, без понимания которых развитие микроскопической теории было бы просто невозможным. К таким понятиям следует отнести в первую очередь понятие термодинамической системы с ее особенностями, понятие равновесного состояния такой системы и его свойств, понятия температуры, энтропии, химического потенциала (т. е. величин, не имеющих аналогов в механике) и т.д., наконец, основные Качала термодйг намики, которые и в микроскопической теории сохраняют свое аксиоматическое значение. Следует отметить, что сама аксиоматика макроскопической термодина- МИКИ за прошедшие полтораста лет настолько обговорена и продумана что ее внутренняя органическая взаимосвязанность (речь идет о квазистатической теории) стала служить примером логического построения теории (после, конечно, теоретической механики). Особо отмечая эту ее особенность, Анри Пуанкаре заметил, что в термодинамике нельзя сделать ни малейшей бреши, не разрушив всего ее здания (Н. Poin are, 1911). [c.7]

В противоположность нерелятивистской квантовой механике, которая может считаться логически замкнутой, в релятивистской области мы стоим перед нерешёнными ещё принципиальными проблемами, которые упираются в вопросы атомизма электрического заряда, отношения масс электрона и протона и строения ядра. Можно сказать, что в настоящее время мы имеем лишь отдельные части релятивистской волновой механики. Во-первых, это квантовая теория релятивистской проблемы одного тела, описывающая поведение электрической элементарной частицы (электрона или протона, но не произвольной макроскопической частицы) в эаданном внешнем электромагнитном потенциальном поле. Во-вторых, это теория поля излучения и его взаимодействия с материей, содержащая предположение об энергии и импульсе излучения, вытекающее из представления о световых квантах. Обе названные теории, обязанные своим происхождением Дираку ), являются принципиальным успехом волновой механики однако, последовательное развитие этих теорий приводит к характерным трудностям. Так, теория проблемы одного тела приводит к существованию состояний электрона с отрицательной кинетической энергией (отрицательной массой) [c.233]

Следует отметить, что накопление повреждений будет происходить и при условии, когда напряжения еще не достигают циклического предела текучести 5т, так как в этом случае идут процессы микротекучести. Тем не менее повреждаемость материала в условиях микротекучести будет достаточно малой и поэтому скоростью развития трещины при оценке AKth можно пренебречь (dL/dN Q). Строго говоря, при расчете НДС в окрестности вершины трещины нужно использовать параметр ат" < От, характеризующий сопротивление материала микро-пластическому деформированию. Однако известно, что в этом случае большинство положений теории пластичности не приемлемо [195, 206, 379]. Выходом из этого положения является анализ НДС в рамках теории пластичности (в расчет вводится параметр От), но и при анализе накопления повреждений учитывается повреждаемость от упругих (с макроскопических позиций) деформаций (см. раздел 2.3). [c.214]

Учебное пособие написано в рамках чтения лекций в МГТУ им. Н.Э. Баумана по курсу Конструкционная прочность машиностроительных материалов на факультете Машиностроительные технологии (кафедра Материаловедение ) и предназначено для студентов, обучающихся на материаловедов и машиностроителей. Среди механических свойств конструкционных металлических материалов усталостные характеристики занимают очень важное место. Известно, что долговечность и надежность машин во многом определяется их сопротивлением усталости, так как в подавляющем большинстве случаев для деталей машин основным видом нагружения являются динамические, повторные и знакопеременные на1 рузки, а основной вид разрушения - усталостный. В последние годы на стыке материаловедения, физики и механики разрушения сделаны большие успехи в области изучения физической природы и микромеханизмов зарождения усталостных трещин, а также закономерностей их распространения. Сложность оценки циклической прочности конструкционных материалов связана с тем, что на усталостное разрушение оказывают влияние различные факторы (структура, состояние поверхностного слоя, температура и среда испытания, частота нагружения, концентрация напряжений, асимметрия цикла, масштабный фактор и ряд других). Все это сильно затрудняет создание общей теории усталостного разрушения металлических материалов. Однако в общем случае процесс устаттости связан с постепенным накоплением и взаимодействием дефектов кри-сталтгической решетки (вакансий, междоузельных атомов, дислокаций и дискли-наций, двойников, 1 раниц блоков и зерен и т.п.) и, как следствие этого, с развитием усталостных повреждений в виде образования и распространения микро - и макроскопических трещин. Поэтому явлению усталостного разрушения присуща периодичность и стадийность процесса, характеризующаяся вполне определенными структурными и фазовыми изменениями. Такой анализ накопления струк-туршз1х повреждений позволяет отвлечься от перечисленных выше факторов. В учебном пособии кратко на современном уровне рассмотрены основные аспекты и характеристики усталостного разрушения металлических материалов. [c.4]

В процессе своего исторического развития человечество выработало понятия о закономерностях движения корпускул и о закономерностях волнового движения. Эти понятия были выработаны для макроскопических явлений. Они используются и при описании микроскопических явлений. Но они не адекватны реальным свойствам микрочастиц, которые не ведут себя ни как корпускулы, ни как волны. Соотношение неопределенности и отражает ту степень погрешности, которая допускается, когда эта сложная сущность частиц игнорируется, и поведение частиц описывается с помощью понятий и величин, свойственных чисю корпускулярной или волновой картине. Для понимания явлений микромира мы не обладаем другими понятиями, кроме понятий, свойственных чисто корпускулярной и чисто волновой картине. Поэтому весь анализ явлений микромира мы вынуждены вести в рамках этих понятий, которые неадекватно, односторонне и неполно отражают свойства объектов микромира. Если эти понятия абсолютизировать и не учитывать их односторонность и неполноту, то при анализе явлений микромира возникают многочисленные противоречия. Их наличие и служит объективным доказательством недостаточности понятий макроскопического опыта для теории движения микрочастиц. Эти противоречия устраняются, если учесть соотношение неопределенностей. Значит, понятия макроскопического опыта можно Применять к анализу явлений микромира лишь учитывая соотношение неопределенностей. При познании зако- [c.120]

В главе обсуждаются методы и результаты испытаний слоистых композитов в условиях плоского напряженного состояния в свете существующих теорий пластичности и прочности этих материалов. Коротко рассмотрены наиболее общие критерии предельных состояний анизотропных квазиод-нородных материалов и различные варианты их применения для построения предельных поверхностей слоистых композитов оценена точность описания при помощи этих критериев имеющихся экспериментальных данных В качестве самостоятельного раздела изложены основы теории слоистых сред. Так как рассмотренные методы предсказывают главным образом начало процесса разрушения, в докладе преобладает макроскопический подход. Однако в ряде случаев затрагиваются и вопросы, связанные с развитием процесса разрушения. Рассмотрены основные типы образцов для создания двухосного напряженного состояния, подчеркнуты их преимущества и недостатки. Показано, что сравнительно хорошее совпадение расчетных и чксперимептально измеренных предельных напряжений наблюдается для методов, учитывающих изменение характеристик жесткости слоев композита в процессе нагружения вплоть до разрушения. Основное внимание в главе уделено соответствию предсказанных и экспериментально полученных данных. Высказаны некоторые соображения о целесообразных направлениях дальнейших исследований. [c.141]

Существенно отметить, что отсутствие достаточных экспериментальных данных и сколько-нибудь разработанных теоретических предпосылок и понятий, невозможность построить логически замкнутую схему атомной теории, исходя из принципов классической макроскопической физики, привели к одной специфической черте работы де Бройля содержащийся в ней исторический обзор имеет своей задачей не столько осветить развитие и состояние вопроса, сколько в какой-то степени обосновать анализом историко-научных данных основные идеи работы де Бройля и их математическую формулировку. [c.913]

Рассмотрены фундаментальные проблемы, возникающие нрн применении второго лакона термодинамики к аналилу систем на макроскопическом и микроскопическом уровнях. Пока.чано, что неравновесность состояния системы может стать причиной возникновения в ней порядка и что необратимые процессы могут приводить к возникновению нового типа динамических состояний материи, названных диссипативными структурами . Кратко изложена термодинамика диссипативных структур. Дано определение необратимых процессов, в основе которого лежат свойства систем, проявляющиеся на микроскопическом уровне, и разработана теория преобразований, позволяющая ввести неунитарные уравнения движения, в явной форме обнаруживающие необратимость системы и ее приближение к термодинамическому равновесию. Дан краткий об.чор исследований, проведенных в данной области группой исследователей, работающих в Брюссельском университете. По мере развития теоретической химии и физики в данном направлении термодинамические концепции, по-видимому, будут играть в них все более важную роль. [c.123]

Механизм высокоэластичной деформации [22]. Высокоэластичное состояние является промежуточным физическим состоянием между жидким (текучим) и стеклообразным, поэтому в комплексе механических свойств эластомера можно обнаружить элементы свойств жидкого и стеклообразного тела. В простой жидкости молекулы легко перемещаются тепловым движением. Внешнее силовое поле дает преимущество перемещению в направлении поля, что приводит к возникновению макроскопически наблюдаемого течения жидкости. Развитие высокоэластичной деформации можно рассматривать как течение звеньев или групп звеньев макромолекулы под влиянием внешних сил. С этой точки зрения полимеры (и, в частности, эластомеры) близки к жидкостям. Однако, поскольку все звенья в цепи связаны, а цепи сшиты в пространственную сетчатую структуру, то их течение ограничено связями и не является необратимым. Это соответствует твердому состоянию тела. Таким образом, при высокоэластичном состоянии возможность свободного перемещения имеют только участки цепных макромолекул при отсутствии заметных перемещений макромолекулы в целом. Тепловые движения п эиводят к многочисленным-конформациям этих участков, при которых расстояние между узлами цепей пространственной сетки намного меньше контурной длины участков цепи. Под действием внешней силы цепи изменяют свои конформации, причем проекции участков в направлении деформации удлиняются (или сокращаются). Деформация развивается путем последовательного перемещения сегментов этих участков из одного положения в другое, т. е. протекает во времени [4, 49]. Этим объясняется отставание высокоэластичной деформации от изменения внешней нагрузки. Процесс перегруппировки сегментов сопровождается преодолением внутреннего трения и, следовательно, рассеянием механической энергии. После прекращения действия внешней силы участки цепи под действием теплового движения вновь вернутся в наиболее вероятное состояние сильно свернутых конформаций. По терминологии термодинамики переход в более вероятное состояние системы связан с возрастанием энтропии. Поэтому эластомеры имеют энтропийный характер деформации деформация связана с уменьшением энтропии, а возвращение в начальное положение — с увеличением ее. На основе законов термодинамики разработана статистическая (кинетическая) теория деформации и прочности полимеров, устанавливающая связь механических характеристик с температу-4 51 [c.51]

Благодаря развитию теории дислокаций достигнуты заметные успехи в объяснении механизмов деформирования и разрушения технических материалов на атомистическом уровне. Однако эта теория не дает в распоряжение инженеров средств, позволяющих производить количественные оценки критических условий нагружения, размеров и форм конструкции, а также свойств материалов. В связи с этим наряду с проведением исследований на микроскопическом уровне по построению и развитию теории дислокаций проводились исследования на макроскопическом уровне с целью создания моделей разрушения элементов машин и конструкций, т. е. в области, известной ныне под названием механики разрушения. Начиная с появления работ Гриффитса, Орована и Ирвина, исследования в области механики разрушения в значительной степени были стимулированы разрушениями 1289 (из них 233 случая [c.60]

Теория вязкости разрушения, изложенная в предыдущей главе, логически устанавливает вид экспериментов для измерения критических значений высвобождаемой энергии деформации или коэффициента интенсивности напряжений. Стандартные образцы с предварительно нанесенной трещиной нагружают до разрушения. Если разрушение макроскопически хрупко, то, исходя из нагрузок, рассчитывают вязкость разрушения с помощью стандартных таблиц податливости образцов. Эта методика включена в спецификацию Проекта Британского Стандарта № 3, метод АОИМ Е399-70 (см. гл. V, раздел 9 и последующие). Чтобы представить, какие измерения проводятся на практике и почему на размеры образцов накладываются определенные ограничения для получения достоверных результатов, целесообразно рассмотреть развитие испытаний на вязкость разрушения, начиная с первых экспериментов, выполненных Ирвином. [c.108]

Слабым местом аргументации Орована является отсутствие различия между локальной и общей текучестью в образце с надрезом. Поэтому модель недостаточно гибка и не учитывает возможного зарождения трещины скола на полосах скольжения или двойниках даже в макроскопически хрупком образце. Однако она подчеркивает важность влияния растягивающих напряжений на развитие хрупкого разрушения. Эта точка зрения была подтверждена экспериментами Гендриксона, Вуда и Кларка [6], но зачастую игнорируется современными дислокационными теориями разрушения, предсказывающими, что общее поведение образца определяется локализацией напряжений в вершине дислокационных скоплений. Дислокационная модель разрушения сколом Коттрелла [7] учи- [c.170]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...