ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Некоторые дополнительные опыты по изучению долговечности, существенные для выяснения природы временной зависимости прочности из "Кинетическая природа прочности твердых тел" Наряду с изложенными в 5—9 исследованиями свойств коэффициентов то, С/о и у (на материалах разной структуры), позволяющими сделать определенные выводы о природе процесса разрушения, в ряде работ были проведены специальные дополнительные опыты по изучению долговечности твердых тел под нагрузкой, дающие возможность высказать некоторые общие соображения о природе временной зависимости прочности. К таким работам можно отнести исследования влияния масштабного фактора на параметры уравнения для долговечности [209, 212, 239], исследования временной зависимости прочности в вакууме [99—102, 771], а также исследования статистического разброса экспериментальных данных по долговечности и опыты в два приема [37, 68, 116, 182, 553, 771], направленные на выяснение вопроса о том, являются ли процессы, развивающиеся в теле под нагрузкой, необратимыми. [c.99] Примеры типичных результатов изучения влияния масштабного фактора на долговечность, пересчитанные сразу в координаты 7(сг)—а, приведены на рис. 47. [c.100] Можно видеть, что изменение размеров образцов вызывает изменение лишь коэффициентов у (из общего уравнения долговечности), в то время как начальная энергия активации /о и, естественно, величина То не меняются, т. е. так же, как и в случаях изменения прочностных свойств материалов отжигом, легированием, ориентированием и т. д. [c.100] Следует отметить, однако, что судя по имеющимся данным [209, 212, 239], в тех случаях, когда влияние масштабного фактора выделено в достаточно чистом виде (и нет других факторов типа различной обработки материала или его поверхности у образцов разных размеров), зависимость коэффициента у от размеров образцов в общем невелика. [c.101] Основным же результатом здесь можно считать отсутствие влияния масштабного фактора на те параметры общего уравнения долговечности (то, Uo), об устойчивости которых можно судить по многим данным предыдущих параграфов этой главы. [c.101] Изучение долговечности твердых тел в высоком вакууме. Во введении уже отмечалось, что одной из первых попыток объяснить временную зависимость прочности было предположение о постепенном разъедающем влиянии атмосферного окружения паров воды, кислорода воздуха или иных активных агентов в окружающей среде [69—71]. Весьма широкий круг самых разнообразных материалов, резко различающихся по химическим, сорбционным, коррозионным и др. свойствам, для которых надежно выполняется единообразная временнйя зависимость прочности, сам по себе делает сомнительным такое истолкование. [c.101] Тем не менее, желательно исключить экспериментально возможность коррозионно-адсорбционной интерпретации временных зависимостей прочности. С этой целью были использованы описанные в 3 гл. I установки, позволяющие определять долговечность образцов под нагрузкой в вакууме порядка 10 тор и производить сравнение результатов изучения долговечностей в вакууме и при нормальных атмосферных условиях. Такие сравнительные испытания были проведены на разных материалах поликристаллических металлах [99], полимерах [99, 101], монокристаллах [102]. Некоторые результаты таких опытов для поликристаллического алюминия [99], полиметилметакрилата [101] и монокристаллов Na l [102] приведены на рис. 48. [c.101] Можно видеть, что зависимости Igt (а), полученные при испытаниях в воздухе и в вакууме, с достаточной точностью совпадают. Этот результат имеет важное смысловое значение. Он свидетельствует о том, что временийя зависимость прочности отражает сущность процесса разрушения в чистом виде , а не побочные явления, связанные с действием окружающей среды. [c.101] Сопоставление долговечности для твердых тел разного строения при испытании их на воздухе (темный кружок) и в высоком вакууме 10 тор) (светлый кружок). Алюминий [П6], б) органическое стекло (полиметилметакрилат) [91, 99], в) каменная соль (хлористый натрий) [160]. [c.102] Ответ на этот вопрос может быть получен путем прямых исследований изменений в структуре тела и накопления дефектов в теле под нагрузкой с течением времени. Результаты таких прямых исследований рассматриваются в гл. 4, 5. Здесь же мы обсудим, какую информацию о событиях в нагруженном теле, которые обусловливают его разрушение, можно извлечь из феноменологических исследований долговечности, пользуясь опытами с повторным нагружением образцов. [c.102] В принципе, опираясь на факт временной зависимости прочности и на сравнительно широкий разброс значений долговечности (см. [36, 68, 116, 182, 771, 553]), можно предположить три основных варианта событий в нагруженном теле (речь идет о событиях, ведущих к разрушению тела). [c.103] Однако, в общем плане, и такой вариант может быть рассмотрен. [c.103] Иными словами, процесс разрушения в теле идет (на его развитие и расходуется долговечность), но он имеет обратимый характер. [c.103] Получение ответа о реальности одного из перечисленных вариантов важно для развития представлений о природе разрушения тела и для обоснования постановки микроскопических опытов. [c.103] Решать поставленную задачу феноменологическим образом можно путем изучения распределения образцов по долговечности, а также, и это наиболее убедительно, опытами по измерению долговечности при прерывании действия нагрузки. [c.103] Однако специально поставленные опыты [68, 553] выявили иной вид функции распределения. Измерения долговечности в [553] проводились на серии (44 штуки) одинаковых образцов из цинка, нагружаемых одинаковым напряжением (а = 8 кГ1мм ) при комнатной температуре. [c.104] Результаты получения функции распределения образцов по долговечности представлены на рис. 49. Можно видеть, что кривая распределения не является монотонной, а имеет четко выраженный максимум. Подобные результаты были получены ранее для полимеров [68]. [c.104] Следовательно, уже сам вид функции распределения образцов по долговечности показывает, что в нагруженном теле развивается некий процесс, доводящий тело до разрыва. [c.104] Подтвердить это положение, а также выяснить характер, этого процесса (т. е. его обратимость или необратимость) можно опытами с прерыванием действия нагрузки. [c.104] Вернуться к основной статье