ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Долговечность твердых тел под нагрузкой при сложных видах напряженного состояния из "Кинетическая природа прочности твердых тел" До сих пор рассматривались результаты изучения долговечности твердых тел под нагрузкой только при одноосном растяжении. [c.432] Исследований долговечности различных твердых тел в условиях сложного напряженного состояния, на основании которых можно ответить на поставленные вопросы, к настоящему времени имеется уже немало. [c.432] В 1940—50-х годах появился ряд работ по изучению долговечности металлов, стекол и полимеров при испытаниях на изгиб и кручение [823—825], из которых было ясно, что температурно-BpeMennaH зависимость прочности проявляется и для этих видов напряженного состояния, а не только для испытаний на одноосное растяжение. На этом основании можно сделать вывод, что кинетический подход к разрушению как термофлуктуационному процессу накопления нарущений остается справедливым для любого вида напряженного состояния [75—85, 106—ПО, 710]. [c.432] Однако для ответа на вопрос о том, в каких случаях при сложных видах напряженного состояния долговечность описывается формулой вида (4), какие компоненты тензора напряжений в нее должны подставляться и как изменяются при этом параметры то, Uo и у, требовались специальные систематические исследования. Наиболее обстоятельно они проведены к настоящему времени в работах [106—110, 680, 710, 827, 997—1000], главным образом на металлах, хотя имеется ряд исследований и на полимерах. [c.432] Ниже основное внимание уделяется изложению результатов данных работ. Наряду с этим в настоящем параграфе приводятся сведения и об испытаниях на долговечность при растяжении в условиях всестороннего давления, которые можно отнести также к случаям испытаний в сложном напряженном состоянии. Наконец, в заключении перечисляются и работы, в которых использован кинетический подход для анализа таких сложных видов испытаний, как на раздирание, истирание, испытание на твердость и микротвердость и др. [c.432] Долговечность металлов и других твердых тел при кручении. [c.433] Систематические исследования долговечности при кручении и комбинации кручения с растяжением выполнены в работах [106—ПО, 710, 827, 997—1000], подытоженных в [ПО, 827]. Для сопоставления в этих же работах изучалась долговечность при растяжении. Опыты проводились на пяти чистых поликристаллических металлах и двух сплавах. Образцы изготавливались в виде сплошных цилиндров диаметром 1,5-ьЗ л л с длиной рабочей части 5 или 10 мм или в виде трубок того же наружнего диаметра с толщиной стенок 0,1 Ч- 0,2 мм. Установки, использовавшиеся для испытаний на кручение, описаны в 4 гл. I. [c.433] Температурно-силовые зависимости долговечности при кручении [110, 1000]. а) Свинец, б) сплав алюминия с 5.5% кремния. [c.433] Для случаев со смещением полюса (цинк, алюминий, медь) авторы [106—110, 710] производили оценку энергии активации разрушения при кручении по наклонам зависимостей IgT— 1/Г, не учитывая тех осложняющих обстоятельств, которые вносит смещение полюса . Полученные ими значения У,ф. о (см. табл. 39) также более низкие, чем Ug для растяжения или энергия активации сублимации, объяснялись в [106—ПО, 710] тем же влиянием усиления диффузионных процессов. [c.435] Вероятно, соображение о повышении концентрации вакансий при кручении и о влиянии этого обстоятельства на разрущение является правильным, но масштабы этих явлений для разных металлов, их состояний или условий испытания могут быть различными. [c.436] Помимо вопроса об энергии активации, при анализе разрущения при испытании на кручение важен и вопрос о коэффициенте укр — показателе перенапряжений [ПО]. Опыты показали, что этот коэффициент при кручении всегда ниже, чем при растяжении [ПО]. Данное обстоятельство находит естественное объяснение с позиций теории упругости. В общем же это отвечает тому, что при изменении вида напряженного состояния в кинетическом уравнении фигурируют разные компоненты тензора напряжений, приводящие к различным значениям коэффициента у. [c.436] результатом серии работ [106—ПО, 710, 827, 999, 1000] явился вывод о том, что разрущение металлов при кручении оказывается также термофлуктуационным процессом, хотя при данном изменении вида напряженного состояния может происходить определенная смена процесса, контролирующего скорость разрущения. [c.436] Таким образом, опыты и на полимерах подтвердили вывод о кинетической природе разрущения твердых тел при различных видах напряженного состояния. [c.437] Долговечность твердых тел при растяжении в условиях всестороннего давления. Исследованию влияния гидростатического давления на деформационные и прочностные свойства твердых тел посвящено много работ. Однако непосредственному изучению долговечности и ползучести твердых тел под нагрузкой в условиях гидростатического давления и анализу соответствующих экспериментальных данных с позиций кинетической концепции прочности посвящено пока только несколько работ [112, 831, 832, 979]. В них исследовалось влияние давлений до 15 000 атм на долговечность и ползучесть ряда чистых поликристаллических металлов (А1, Си, Ag, Mg, Zn, d), сплавов (дюралюминий и порошковый сплав САП-2), полимеров (капроновое волокно и гидратцеллюлоза) и ионного соединения (Ag l поликристаллический). На всех этих материалах обнаружено существенное увеличение долговечности и замедление ползучести при испытаниях в условиях гидростатического давления. Методика испытаний на долговечность под давлением описана в 4 гл. I. Все испытания в [112, 831, 832, 979] проведены пока при одной (комнатной) температуре. [c.437] Из данных об увеличении долговечности под давлением (см. рис. 240) легко получить и зависимость разрывного напряжения Ор (при фиксированной долговечности) от давления. Как и по данным Бриджмена для сталей [829], данные рис. 240 и выражение (66) также приводят к выводу о линейной (в первом приближении) зависимости Стр от Р. [c.438] Оценка возможного изменения то за счет изменения дебаев-ской частоты колебаний атомов в теле по экспериментальным данным о зависимости дебаевской температуры от давления для алюминия [832] привела к выводу, что величина То при изменении давления от 1 атм до 10 000 атм меняется всего на 4%. [c.439] В дополнение к этим данным наличие корреляции между 1 о и Гпл подтверждено в [832] еще и опытами с висмутом. Известно, что температура плавления висмута не растет с повышением давления, как у подавляющего большинства металлов, а уменьшается [829]. [c.440] Можно было ожидать поэтому, что величина 11 для висмута будет также уменьшаться с ростом давления и висмут под давлением должен разупрочняться, а не упрочняться, если наблюдаемый эффект воздействия давления на долговечность обусловлен главным образом изменением величины iУo. а не величин то или у. Такой эффект разупрочнения висмута под давлением действительно обнаружен в [979]. [c.440] Вернуться к основной статье