Книга название: Физическая природа разрушения металлов
Автор: В.И. Владимиров
Год печати: 1984
Кол-во страниц: 280
Формат: Pdf
В общем случае разрушение является процессом сложным: многостадийным, статистическим и много масштабным. Механики, учитывая эти особенности, считают обычно элементарный акт разрушения - зарождение микротрещины или потерю устойчивости макротрещины детерминированным, происходящим при достижении какой-либо величиной критического значения. На этом основаны механические критерии разрушения (критических напряжений, энергии, коэффициента интенсивности напряжений, раскрытия трещины и др.). Для физика разрушение это, кроме того, кинетический процесс, связанный с преодолением системой потенциальных барьеров. Поскольку термофлуктуационное преодоление барьеров носит вероятностный характер, то условия перехода системы в новое состояние (например, с микротрещиной) можно рассчитать лишь в среднем. Поэтому статистический разброс в ходе процесса разрушения связан не только с разбросом структурных характеристик образца или их серии, но и со статистическими закономерностями тепловых флуктуации. Называя процесс разрушения многостадийным, мы имеем в виду чередование последовательных стадий, каждая из которых имеет свой ведущий микромеханизм и, следовательно, свою энергию активации, статистические закономерности и т. д. Поэтому в общем случае при описании разрушения нельзя ограничиться рамками одной модели.
Многомасштабность процесса означает важность явлений, одновременно происходящих на разных масштабных уровнях: атомных, дислокационных, субструктурных и структурных. В общем случае для правильного понимания кинетики процесса разрушения необходимо совместное рассмотрение этих явлений. Их разномасштабность означает необходимость совмещения различных моделей: микроскопических - атомных и дислокационных, мезоскопических - субструктурных и макроскопических моделей упругопластического тела. Повышение интереса к физике разрушения стимулируется несколькими обстоятельствами. Прежде всего это увеличение уровня рабочих напряжений и расширение интервалов условий работы металлов. Обычный подход механики заключается во введении некоторых критериев разрушения, включающих характеристики трещин в теле и напряженного состояния. Критические значения комбинаций этих параметров определяются из стандартных экспериментов. Такой подход оправдывает себя для хорошо изученных материалов и достаточно простых условий нагружения. Увеличение рабочих напряжений способствует уменьшению размера опасных трещин и усложнению их обнаружения и определения параметров.
Еще более важно, что трещины могут медленно подрастать, переходя в критическое состояние после некоторого пребывания тела под нагрузкой. Это затрудняет применение чисто механических критериев и приводит к необходимости изучения физических процессов, приводящих к разрушению тел, определению физического смысла параметров механических критериев. Изучение закономерностей процесса разрушения в сложных условиях нагружения (сложнонапряженное состояние, вакуум или агрессивные среды, облучение и т. д.) должно не только привести к разработке более совершенных критериев, но и к возможности воздействовать на сам процесс разрушения. Все эти задачи еще далеки до окончательного решения, хотя быстрый прогресс в физике разрушения за последние годы очевиден. Основная задача книги - попытаться изложить основы физической теории процесса разрушения, основы физических представлений, модели зарождения и роста трещин как в общем случае, так и для частных видов разрушения.
Скачать бесплатно книгу Физическая природа разрушения металлов