К теории разрушения твердых тел

В то же время основной задачей теории изнашивания является установление критериев, с помощью которых можно было бы предсказать скорость (или интенсивность) изнашивания, наступление предельного состояния поверхностных слоев, переходы от одного вида изнашивания к другому. Наиболее общим и перспективным в исследовании и описании процессов изнашивания является термодинамический подход, в основе которого лежат законы сохранения энергии и принцип увеличения энтропии при необратимых процессах (первое и второе начала термодинамики). Целесообразность такого подхода также объясняется тем, что в основе современных теорий прочности твердых тел и строения вещества лежат энергетические концепции, а процесс трения всегда сопровождается диссипацией энергии. При этом совокупность происходящих физико-химических процессов, обусловливающая изменение структуры материала, энтропии трибосистемы и ее изнашивание (разрушение), может быть описана с помощью законов неравновесной термодинамики и термодинамических критериев (энерге- [c.111]

Все еще имеющиеся трудности в использовании собственно физических концепций и методов приводят к исследованию проблемы прочности и разрушения твердых тел феноменологическими средствами. Можно отметить три четко-сформировавшихся направления в учении о прочности и разрушении твердых тел. Первое из них —это феноменологические механические теории прочности-теории локального предельного состояния. Второе направление-теория макротрещин. Наконец, третье — это континуальные теории накопление дефектов в твердом теле в процессе его деформирования. [c.540]

Феноменологическая оценка разрушения твердого тела на основании критерия прочности в общем случае ничего не говорит о характере тех процессов, которые привели к потере несущей способности, хотя некоторые критерии могут иметь определенную физическую интерпретацию. Использование совокупности критериев может позволить в рамках феноменологического подхода различать механизмы разрушения. Концепция описания критического состояния материала с помощью более чем одного уравнения ярко выражена в теории прочности Я.Б. Фридмана [67]. В работе А.А. Ильюшина [104] введено понятие повреждения частицы материала и на основании мер повреждений записана совокупность критериев прочности, каждый из которых соответствует разрушению определенного типа. [c.111]

Исследования последних двух десятилетий в области механики разрушения твердого тела (см. обзоры [28, 43, 114, 118, 124, 145, 150, 189]) привели к установлению важных закономерностей усталости материалов, особенно металлов, в рамках концепций теории распространения трещин при действии на тело циклических нагрузок. В частности, показано, что одной из основных характеристик распространения усталостных трещин является диаграмма усталостного разрушения. [c.81]

Явление идеальной пластичности материалов без разрушения получило качественное объяснение на основе модели скольжения по некоторым кристаллографическим плоскостям. Микроструктурный подход к проблеме деформирования твердых тел был предложен в теории дислокаций, результаты которой, однако, еще не позволяют получать количественные закономерности, которые достаточно отвечали бы опытным данным. Лишь в последнее время появились исследования, в которых методом теории дислокации пытаются получить количественное соответствие с феноменологической теорией пластичности. [c.263]

Альтернативой концепции предельного состояния является кинетический подход, согласно которому разрушение твердого тела представляет собой процесс, развивающийся по мере увеличения нагрузки или с тече-, нием времени. Наиболее последовательно кинетические представления используются в рамках термоактивационной концепции прочности [46-49]. Согласно термоактивационной концепции в нагруженном теле с течением времени происходит накопление повреждений в виде пор или микротрещин. Переход к окончательному разрушению материала связан с их определенной концентрацией [83—85]. Кинетика накопления повреждений учитывается и некоторыми феноменологическими теориями ползучести [114, 155], длительной прочности [64] и усталости материалов [116], а также в статистических моделях разрушения структурно-неоднородных материалов [180-183]. [c.14]

Первая и вторая теории прочности. В основе предположения, выдвинутого г. Галилеем, лежали наблюдения над хрупким разрушением твердых тел, хотя он сам хрупкого их характера не оговаривал (отчетливо хрупкие и вязкие разрушения стали различаться в недавнее время, когда стало понятным суш,е-ственное различие их внутренней природы). Как уже упоминалось, хрупкое разрушение образца обычно происходит путем отрыва — разделения образца на части, взаимно смещающиеся по направлению нормали к разделяющей их поверхности. С учетом этого кажется естественным связать хрупкое разрушение с наибольшим нормальным растягивающим напряжением. Точнее рассматриваемое предположение, называемое обычно первой теорией прочности, можно сформулировать так [c.119]

Условия разрушения твердых тел легче анализировать, оперируя данными о предельной деформации, а не о предельном напряжении, как это принято, например, в теории дислокации. Разрушение (местное или общее) наступает при достижении предельной удельной объемной деформации или предельной объемной энергии [63], приводящей к потере межатомной связи. Увеличение местной деформации может происходить в результате накопления и торможения дислокаций у естественных препятствий в кристаллитах, в частности у границ зерен. Предельная деформация, накопленная у мест концентрации дислокаций или в результате их слияния, вызывает образование трещины. В настоящее время предложен ряд схем, показывающих условия зарождения трещин в результате торможения, накопления и слияния дислокаций. Согласно этим схемам трещины могут возникать или под углом к плоскости скольжения дислокаций, или вдоль этой плоскости (рис. 45). Случаи местных разрушений вдоль плоскости скольжения хорошо известны (63]. Торможению, скоплению и слиянию дислокаций способствует снижение температуры растормаживанию, освобождению, вырыванию их скопления способствует повышение температуры. В этом заключается одна из причин перехода ряда металлов при деформации из вязкого в хрупкое состояние при снижении температуры. [c.88]

На примере задачи о пробе Бринелля можно пояснить общую позицию, которую занял А.Ю. Ишлинский, в отличие от той, которая имела место в умах специалистов по теории необратимых деформаций и разрушению твердых тел в конце 30-х и начале 40-х годов. В этой ситуации обращение к идеям Т. Кармана было нетривиальным шагом. Действительно, с одной стороны, было стремление построить единую непротиворечивую теорию упругопластических деформаций (Генки-Ильюшин), о которой надо сказать в свете обсуждаемого предмета, что эта теория удивительным образом служит прочностным расчетам и до сих пор. [c.40]

Обращение А. Ю. Ишлинского к идеям Т. Кармана было не только нетривиальным, но и смелым шагом. Ибо развитие теории необратимых деформаций и разрушения твердых тел уже шло другим путем (построение гладких поверхностей нагружения, принцип Мизеса и ассоциированный закон течения, связанный по существу с подобием тензоров (девиаторов) — этот путь практически исключил рассмотрение физического механизма необратимых деформаций и разрушения твердых тел, по которому пошли в соответствии с представлениями Сен-Венана и Т. Кармана и которые будут воспроизведены здесь в духе статьи [1]. Сразу следует сказать конечно, не было необходимости ни в гипотезе о подобии тензоров (девиаторов), ни в ассоциированном законе. Действительно, в [3] авторы предположили, что упругое состояние материала при определенном уровне напряжений по Треска-Сен-Венану при достижении максимальным касательным напряжением постоянного для материала значения [c.40]

Несмотря на то что с момента выхода в свет первого издания этой книги прошло уже около двадцати лет, вспыхнувший тогда среди специалистов интерес к математическому исследованию пластических деформаций твердых материалов не угас и до сих пор. Инженеры, физики и металлурги стремятся ныне овладеть той суммой экспериментально установленных фактов, которую удалось накопить за последние десятилетия и на которой можно уже теперь строить механическую теорию пластических деформаций и разрушения твердых тел. Расширилась в свою очередь и математическая теория этих явлений. Во многих случаях прогресс в области технологии был вызван успехами в изучении прочностных свойств материалов, применяемых в конструкциях, а этот прогресс в свою очередь повлиял и на развитие теории. [c.4]

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]

Без преувеличения можно сказать, что книга Ю, Н. Работнова к настоящему времени является лучшей среди подобных ей книг как у нас в стране, так и за рубежом. Впервые с единых позиций в ней дается изложение основ всех главных разделов механики деформируемого твердого тела. Книгу отличает компактность изложения, достигаемая за счет широкого применения таких эффективных методов исследования, как вариационные принципы, тензорные исчисления, теория функций комплексного переменного, интегральные преобразования и т. д. Этому также способствует и оригинальная трактовка теории напряжений. Естественно, что, представляя проблему во всем ее многообразии (стержни, пластинки, оболочки, пространственные тела, упругость, пластичность, ползучесть, наследственность, устойчивость, колебания, распространение волн, длительная прочность, разрушение), автор сконцентрировал внимание на принципиальных вопросах. Тем не менее книга снабжена достаточно большим количеством примеров расчета, для того чтобы читатель мог составить представление о практических возможностях теории. [c.9]

В последнее время открылась новая обширная область приложения теории упругости к физике твердого тела. Идеальный кристалл с правильным расположением атомов упруг. Всякие нарушения правильности кристаллической решетки приводят к появлению поля напряжений, которое с достаточной степенью точности может быть изучено методами теории упругости. В следующих главах, посвященных решению задач теории упругости, основное внимание будет обращено именно на эту сторону, будут приведены некоторые результаты, которые необходимы для понимания современных точек зрения па механику неупругих деформаций и разрушения. [c.266]

Основное предположение линейной механики разрушения состоит в том, что трещина распространяется тогда, когда величина коэффициента интенсивности достигает критического значения, характерного для данного материала. Совершенно эквивалентная формулировка этого предположения состоит н том, что сила G, движущая трещину, превосходит критическое значение — сопротивление распространению трещины. Формула (19.4.4) утверждает эквивалентность двух этих формулировок. Что касается механического содержания принятой гипотезы и всей теории в целом, на этот вопрос можно ответить по-разному, а в рамках формальной теории вообще его можно не ставить. Тем не менее некоторые соображения могут быть высказаны. В оригинальной работе Гриффитса предполагалось, что освобождающаяся при росте трещины упругая энергия расходуется на увеличение поверхностной энергии если есть поверхностная энергия на единицу площади, то сила сопротивления движению трещины G = Анализ Гриффитса в течение долгих лет считался безупречным, хотя в нем содержится некоторый органический дефект. Энергия поверхностного натяжения вводится в уравнения теории как нечто данное и постороннее по отношению к упругому телу. На самом деле, поверхностная энергия есть энергия поверхностного слоя, свойства которого в той или иной мере отличаются от свойств остального материала и при решении задачи теории упругости этот поверхностный слой нужно как-то моделировать. Простейшая схема будет состоять в том, чтобы рассматривать поверхностный слой как бесконечно тонкую пленку с постоянным натяжением 7. Если контур свободного отверстия имеет кривизну, то поверхностное натяжение дает нормальную составляющую силы на контуре. При переходе к разрезу, в вершине которого кривизна становится бесконечно большой, поверхностное натяжение создаст сосредоточенные силы. В результате особенность у кончика трещины оказывается более высокого порядка, а именно, вида 1/г, а не 1/У г. На это обстоятельство было обращено внимание Гудьером, однако полное решение задачи было опубликовано много позже. В связи с этим можно выразить сомнение, связанное с тем, в какой мере пригодно представление о поверхностном натяжении в твердом теле как о натянутой бесконечно тонкой пленке, а особенно в какой мере эта идеализация сохраняет смысл при переходе к пределу, когда отверстие превращается в бесконечно топкий разрез. [c.664]

К настояще]иу времени издан ряд книг по физике твердого тела как советских, так и зарубежных авторов. Каждая из них хороша по-своему. Большинство изданий, однако, могут служить учебпымн пособиями либо лишь по разделу Физика твердого тела в курсе общей физики, либо по соответствующему спецкурсу во втузах. В связи с такой направленностью учебных пособий в них недостаточно полно отражено современное состояние физики твердого тела. К наиболее удачным пособиям следует отнести книги Н. Ашкрофта и Н. Мермина Физика твердого тела (М., 1979) и Ч, Кит-теля Введение в физику твердого тела (М., 1978), в которых, правда, главное внимание уделено теории твердого тела. Однако в них, так же как и в большинстве других книг, недостаточное внимание обращено на такие важные разделы, как физика некристаллических веществ, дефекты и диффузия в твердых телах, вязкое и хрупкое разрушения твердых тел. Кроме того, различие в планах и программах подготовки специалистов в зарубежных (а эти книги изданы как учебные пособия для американских вузов) и наших вузов не позволяет в полной мере использовать данные учебные пособия. [c.6]

Не сразу поняты были большие возможности кинетической теории для выяснения физической природы прочности и мехаБизмов разрушения твердых тел. При кинетическом подходе к проблеме прочности разрушение рассматривается как своеобразный процесс накопления дефектов. [c.43]

Наиболее общепринятой теорией прочности твердых тел является кинетическая концепция термофлуктуационного разрушения, разработанная С. Н. Журковым с сотрудниками. Разрушение представляет собой кинетический процесс разрыва химических связей тепловыми флуктуациями. Повышение температуры и напряжения приводит к ускорению этого процесса, л-ак как в этом случае понижается потенциальный энергетический барьер разрушения связей. [c.102]

ЭНЕРГИЯ РАЗРУШЕНИЯ — работа, поглощенная в процессе разрушения. Ввиду локализации этого процесса вблизи вершины развиваюш,ейся трещины и одновременного развития нескольких (или многих) трещин удельную Э. р., отнесенную к единице объема или к единице поверхности, надежно определить пока не удалось. Простейшее предположение о поверхностной энергии при разрушении твердых тел введено для хрупкого (упругого) разрушения в теории Гриффитса для пластичного разрушения — в виде [c.482]

Специфические условия деформации. и разрушения. В литературе известны многочисленные случаи специфического характера деформации и разрушеиия твердых тел, которые не могут быть описаны существующими теориями деформируемого твердого тела. К ним относятся взрывное нагружение, сверхскоростное резание, усталостное разрушение при зиаконеременном нагружении, тектонические процессы в литосфере и др. Характерные особенности подобной деформации гидродинамический характер (во всем объеме или локальных областях), сильная локализация скольжения, расслоение деформируемого материала па отдельные ламели, эффекты экструзии — интрузии. Есть основание полагать, что ьсе перечисленные особенности связаны с возникновением в материале в специфических условиях нагружения протяженных областей атом-вакансионных состояний в кристаллической решетке с сильными кооперативными смещениями. [c.24]

В этой книге излагаются основные идеи и методы-механики хрупкого разрушения, а также некоторые их обобщения. Первая глава имеет вводный характер, во второй и третьей главах изло-. жены физическце и математические основы теории хрупкого разрушения. Главное внимание уделяется наиболее принципиальным вопросам, относящимся к формулировке дополнительных условий на фронте трещин и к постановке физически коррект ных математических задач о разрушении твердых тел (четвертая-восьмая главы). В Приложении I для справок приведены наиболее значительные результаты вычислений коэффициентов интенсивности напряжений для тел с разрезами. Изложение, ориентировано не только на научных работников и студентов, но и на инженеров, в связи с чем в Приложениях И и И1 помещены некоторые экспериментальные данные, относящиеся к основным конструкционным материалам. [c.7]

В XIX веке, когда экспериментаторы начали проявлять интерес к явлениям в твердых телах, возникающим перед разрушением, считалось общепринятым, что для металлов, не говоря уже о камне, штукатурке, коже, резине, дереве, стекле, шелке, кошачьих кишках, мышцах языка лягушки, костях и тканях тела человека (все они изучались), линейный закон Гука из теории упругости при инфинитезимальных деформациях (Нооке [1678, 1] переиздано в 1931 г.) является всего лишь аппроксимацией. Рместо того чтобы удостовериться, обладают ли твердые тела, включая металлы, нелинейной зависимостью между напряжением и деформацией при малых деформациях, экспериментаторы решили, что главным вопросом (этот вопрос еще оставался предметом противоречий и в начале [c.37]

I4l. Взаимодействие поверхностей трения уже случайно их микрогеометрия (шероховатость) может быть описана только при помощи функций распределения участков поверхности по высоте опорными кривыми [6]. Так как выступы на поверхностях имеют различную высоту и форму (не говоря уже о возможной неоднородности свойств материала), то и величина напряжений и деформаций, возникающих при их взаимодействии, также будет характеризоваться определенным спектром [17]. Сам процесс усталостного разрушения вследствие его природы также случаен [32]. В процессе износа, протекающего по усталостному механизму, возникает фрикционно-контактная усталость материалов. То, что в поверхностном слое в период разрушения наблюдаются физические, физико-химические, механо-химические и химические процессы (окисление, деструкция, фазовые переходы и т. п.), не противоречит представлениям об усталостной природе износа, а, наоборот, подтверждает их, так как аналогичные процессы происходят и при динамической усталости материалов (в обычном понимании этого явления). Современная флуктуационная теория прочности твердых тел 7] рассматривает в единстве влияние термических и механических факторов на вероятность флуктуации, приводящей к разрушению материала. Применительно к износу данный термоактивационный механизм разрушения подтверждается последними исследованиями 129]. Усталостная теория износа не исключает возможности разрушения в результате одного акта взаимодействия выступов шероховатых поверхностей трения, когда возникающие деформации или напряжения велики и достаточны, чтобы сразу наступило разрушение. При этом наблюдается абразивный износ (микрорезание) или износ в результате когезионного отрыва (схватывание). Но и в этих случаях характер взаимодействия и разрушения поверхностей случаен. Условия работы пары трения всегда характеризуются определенным спектром нагрузок, скоростей и подобных параметров, что также оказывает влияние на износ [17]. [c.6]

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]

Долгое время считали, что штрихи Людерса — Чернова (см. 11) наклонены под углом около 45° к линии действия растягивающей силы. Однако теоретические исследования по этому вопросу показали, что они направлены под углом 35 к поперечному сечению образца (см. А. Н а д а и Пластичность и разрушение твердых тел , ИЛ, 1954). К такому же результату привели экспериментальные исследования, проведенные Центральным научно-исследовательским институтом промышленных сооружений (см. статью проф. А. Р. Ржаницынав Сборнике статей ЦНИПС Исследования по вопросам строительной механики и теории пластичности , 1956, стр. 75—83). [c.60]

В заключение следует сказать, что развиваемый новый подход к проблеме пластичности и прочности кристаллов позволяет не только создать единую полевую теорию пластической деформации и разрушения твердых тел. Он дает возможность разработать методы машинного конструирования материалов и машинного моделирования их поведения в различных условиях нагружения. Эти работы в настоящее время интенсивно развиваются в Институте физики прочности и материаловедения Сибирского отделения АН СССР (г. Томск). Горизонты нового направления физики и механики десЬоимируемого твердого тела иоистине безграничны. [c.20]

Новая область, охватывающая влияние внешней среды на процессы деформации и разрушения твердых тел, включая их структурные изменения, представляет большой интерес, приводя к новым путям управления микроструктурой и основными свойствами металлов и сплавов. Практическое значение проблемы взаимодействия с окружающей средой в процессах обработки металлов и в условиях эксплуатации металлических деталей так кс очень ве.яико. Все это определяет необходимостЕ, да.ль-нейшего развития исследований в этой области, возникшей на границе между физикой твердого тела, металловедением п физико-химией поверхностных явлент , в условиях тесной связи теории и практики, столь характерной для советской науки. [c.4]

В 1955 г. впервые в мировой науке под руководством А. В. Степанова О-В. Клявиным были начаты и успешно проведены исследования механических свойств металлов и сплавов при температурах жидкого гелия (4—1° К), которые в дальнейшем оказались крайне необходимыми для космической и других отраслей современной техники, а также для построения теории пластичности и прочности твердых тел. Удалось обнаружить ряд новых явлений, сопровождающих пластическое течение и разрушение твердых тел. В дальнейшем непосредственно при гелиевых температурах был подробно изучен механизм пластической деформации скольжения по различным системам плоскостей в монокристаллах галоидов щелочных металлов и обнаружены особеннок-сти движения п размножения дислокаций, которые весьма важны для понимания природы пластичности кристаллов в целом. [c.5]

Имеется несколько теорий прочности, определяющих условия разрушения машриала под действием напряжений [3, с. 5 4, с. 176]. Приложение той или иной теории прочности для анализа процесса разрушения твердого тела определяется состоянием материала (хрупкий, пластичный) и характером напряженного состояния (плоское, линейное, объемное). Так, хрупкие тела разрушаются путем отрыва, поэтому критерием их разрушения являются максимальные нормальные напряжения. Пластичные тела разрушаются путем сдвига, поэтому для них критерием разрушения, являются максимальные касательные напряжения. Вид разрушения твердого тела изменяется с изменением напряженного состояния и определяется жесткостью его нагружения [5]. Количественно жесткость нагружения g характеризуется отношением = Ттах/сгь где Ттах — наибольшее касательное напряжение,, а 01 — наибольшее нормальное напряжение в данной области или точке тела. Чем меньше значение g, тем более жестким считается нагружение тела и тем больше тип его разрушения приближается к хрупкому. В работе [5] показано, что при повышенных температурах и > 0,5 имеет ме- [c.110]

Нефтеперерабатывающее производсгво представляет собой с южнейший комплекс технологического и вспомогательного оборудования самого различного назначения - тептюобменники, реакторы, колон 1ые аппараты, насосы, трубопроводы и т.д. Все это оборудование работает длительное время в жестком эксплуатационном режиме и является источником повышенной опасности, посколь(су продукты переработки углеводородного сырья в своем больишнстве относятся к токсичным, пожаро- и взрывоопасным. Все это обуславливает повышенные требования по надежности и безопасности эксплуатации технолот и-ческого нефтегазового оборудования. Следует отметить, что вопросы теории и практики надежности относятся к ряду наиболее с южных научных направлений, объединяющих большое количество узких технических дисциплин - математическую статистику, механику разрушения, статистическую физику, материаловедение, физику твердого тела и др. В свою очередь понятия и методы теории надежности носят универсальный характер и применимы к объектам и системам различной природы. [c.127]

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]

Как мы видели, трещина в деформируемом теле создает очаг возмущения напряженного состояния, характерный сильной концентрацией напряжений у ее острия. На первый взгляд любая малая трещина благодаря стремлению напряжений к неограниченному росту с приближением к кончику трещины должна была бы породить прогрессирующий процесс разрушения. Однако такой теоретический результат следует из модели идеально упругой сплошной среды и не соответствует реальным физическим свойствам материала. Дискретная структура реального материала и нелинейность механических соотношений для него в сильной степени изменяют картину фиаико-меха-нического состояния, следующую из линейной теории упругости. В результате, как показывает опыт, в одних условиях трещина может устойчиво существовать, не проявляя как-либо себя, а в других — происходит взрывоподобный рост треш ины, приводящий к внезапному разрушению тела. Существуют попытки проанализировать это явление на атомном уровне методами физики твердого тела. Они представляют определенное перспективное направление в этой проблеме, но, к сожалению, до сих пор полученные здесь результаты далеки от уровня прикладных инженерных запросов. [c.383]

Бурное развитие современной техники неизбежно выдвигает перед механикой деформируемого тела новые, все более сложные задачи. Традиционные материалы ставятся в чрезвычайно сложные условия высоких температур и давлений, внедряются новые материалы — различные высокожаропрочные сплавы, композиционные материалы, высокопрочные и высокомодульные волокна. Это привело к необходимости, наряду с моделью упругого тела, рассматривать другие модели деформируемого тела, широко применять в инженерных расчетах уже давно сложившиеся методы теории пластичности, ползучести, вязкоупругости, статистические и вероятностные методы при переменных напря- жениях и т. д. За последнее время определилось новое направление механики твердых тел, которое получило название механики разрушения. Развитие этого направления будет опираться на перечисленные теории деформируемого тела, причем они приобретают новое, более широкое значение. Это относится и к теории упругости. В этой связи академик Ю. Н. Работнов в одной из своих статей заметил Теория упругости нашла в наши дни новую область приложения в физике кристаллов, в теории разрушения теория упругости в известном смысле переживает второе рождение и истинная ценность ее только теперь раскрылась в полной мере . [c.6]

Гриффитс предполагал, что величина бГ есть поверхностная энергия твердого тела, имеющая ту же физическую природу, что и для жидкости. Однако впоследствии выяснилось, что затраты энергии при создании новых поверхностей при развитии трещины связаны главным образом с работой пластической деформации объемов материала, расположенных перед фронтом трещины. Если линейные размеры этих объемов малы сравнительно с длиной трещины, то поток упругой энергии по-прежнему можно вычислить, сообразуясь только с упругим решением, а затрату энергии на разрушение относить теперь к работе пластической деформации. В этом состоит концепция квазихрупкого разрушения, изложенная в [231]. Эта концепция позволила перейти от идеального материала в схеме Гриффитса к реальным материалам. Эффективность этой концепции состоит в том, что разрушение реальных конструкций практически всегда происходит по квазихрупкому механизму — макрохрупкий излом содержит значительные остаточные деформации вблизи поверхности разрушения. Таким образом, оказалось возможным распространить теорию разрушения Гриффитса на решение инженерных проблем. Энергия Г обеспечивает существование твердого тела как единого целого, а при образовании новых поверхностей (из начального разреза) принято считать, что энергия Г имеет поверхностную природу и поэтому может быть выражена соотношением [c.328]

В восемнадцати предшествующих главах были изложены различные разделы механики деформируемого твердого тела, при этом практическая направленность каждого из них не очень акцентировалась. Но основная область приложения механики твердого тела — это оценка прочности реальных элементов конструкций в реальных условиях эксплуатации. С этой точки зре-нпя различные главы приближают нас к решению этого основного вопроса в разной степени. Классическая линейная теория упругости формулирует свою задачу следуюш им образом дано пекоторое тело, на это тело действуют заданные нагрузки, точки границы тела претерпевают заданные перемещения. Требуется определить поле вектора перемещений и тензора напряжений во всех точках тела. После того как эта задача решена, возникает естественный и основной вопрос — что это, хорошо или плохо Разрушится сооружение или не разрушится Теория упругости сама по себе ответа на этот вопрос не дает. Правда, зная величину напряжений, мы можем потребовать, чтобы в каждой точке тела выполнялось условие прочности, т. е. некоторая функция от компонент о.-,- не превосходила допускаемого значения. В частности, можно потребовать, чтобы нигде не достигалось условие пластичности, более того, чтобы по отношению к этому локальному условию сохранялся некоторый запас прочности, понятие о котором было сообщено в гл. 2 и 3. Мы знаем, что для пластичных материалов выполнение условия пластичности в одной точке еще не означает потери несущей способности, что было детально разъяснено на простом примере в 3.5. Поэтому расчет по допустимым напряжениям для пластичного материала безусловно гарантирует прочность изделия. Для хрупких материалов условие локального разрушения отлично от условия наступления текучести и локальное разрушение может послужить началом разрушения тела в целом. Поэтому расчет по допускаемым напряжениям для хрупких материалов более оправдан. Аналогичная ситуация возникает при переменных нагрузках и при действии высоких температур. В этих условиях даже пластические материалы разрушаются без заметной пластической деформации и микротрещина, возникшая в точке, где 42 [c.651]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...