Роль релаксационных процессов в кинетике хрупкого разрушения

• Автор: Шпейзман, Виталий Вениаминович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 352 c. : ил

- 2 -ОГЛАВЛЕНИЕ

ГЛАВА I. Кинетика низкотемпературного хрупкого разрушения

1.1. Хрупкое и пластичное поведение твердых тел

1.2. Температурная зависимость разрушающих напряжений для хрупкого и пластичного состояний различных материалов

1.3. Долговечность металлов в хрупком состоянии

1.4. Температурно-временные зависимости прочности неориентированных линейных полимеров при низких температурах

1.5. Хрупкое разрушение монокристаллов полупроводников

1.6. Разрушение ионных монокристаллов

Выводы

ГЛАВА 2. Релаксационная модель хрупкого разрушения

2.1. Общие положения модели

2.2. Экспериментальные наблюдения проявлений релаксации локальных напряжений в нагруженных хрупких телах
2.2.1. Рентгеновские исследования релаксации в кремнии и фтористом литии
2.2.2. Зарождение и движение дислокаций в кремнии
под действием нагрузки
2.2.3. Релаксационные свойства начального участка кривой деформирования
2.3. Расчетная модель хрупкого разрушения
2.4. Анализ временной зависимости прочности хрупких тел при статическом нагружении
2.5. Обзор некоторых литературных данных по кинетике

хрупкого разрушения. Влияние гидролиза на вид температурно-временных зависимостей прочности
Выводы
ГЛАВА 3. Роль скорости нагружения в разрушении хрупких тел
3.1. Влияние скорости нагрр(ения (или деформирования) на прочностные характеристики
3.2. Учет скорости нагружения в релаксационной модели хрупкого разрушения
3.2.1. Ступенчатое нагружение
3.2.2. Линейно возрастающая нагрузка
3.2.3. Анализ зависимости бр(оо)
3.3. Методика проведения опытов с различной скоростью нагружения
3.4. Экспериментальное исследование скоростной зависимости разрушающих напряжений для цинка и кремния
Выводы
ГЛАВА 4. Релаксация напряжений и разрушение твердых тел при
циклической нагрузке
4.1. Специфика разрушения и деформации при циклической нагрузке
4.2. Причины различия долговечности твердых тел при циклических и статических нагрузках
4.3. Релаксационная модель усталостного разрушения
4.4. Экспериментальное подтверждение роли релаксационных процессов в усталостном разрушении
4.4.1. Исследование характеристик разрушения и деформации
4.4.2. Рентгеновсие и оптические исследования локальной релаксации

4.5. Эволюция дислокационной структуры и разрушение монокристаллов 1-сР при циклическом растяжении и знакопеременных нагрузках
4.5.1. Влияние знака деформации на кривые упрочнения
и дислокационную структуру при одиночном скольжении
4.5.2. Усталостное разрушение
4.6. Расчет долговечности хрупких тел при циклическом одностороннем и знакопеременном нагружениях
4.7. Усталостное разрушение монокристаллов цинка при низких температурах
4.7.1. Циклическое растяжение с длительным отдыхом
4.7.2. Влияние длительности действия нагрузки в цикле на долговечность
4.7.3. Влияние соотношения времени отдыха и времени действия нагрузки на долговечность
4.7.4. Долговечность при'знакопеременном цикле
4.7.5. Особенности усталостного разрушения цинка в области перехода в хрупкое состояние
Выводы
ГЛАВА 5. Статистические аспекты кинетики хрупкого разрушения
5.1. Статистический анализ связи разрушающих напряжений
и долговечности при циклической и постоянной нагрузках
5.2. Разрушение монокристаллов кремния при статическом
и циклическом нагружении
5.2.1. Материал и методика исследования
5.2.2. Долговечность кремния при статическом нагружении
5.2.3. Усталостное разрушение монокристаллов крем-

хрупкого состояния выражены у нитроцеллюлозы (рис.20в). Для этого полимера при температурах от 20° и ниже фактически нет области, где соблюдалась бы закономерность (1.4). Наблюдаются наклонные и вертикальные зависимости Цг(б) , нормальный и аномальный ход температурной зависимости разрушающих напряжений. Характерен для целлюлозы также большой разброс по напряжениям.
У некоторых полимеров, например, у поливинилбутираля, вплоть до -196°С температурно-временные зависимости прочности отчетливо выражены /128/} н0 одного семейства прямых, подчиняющихся формуле (1.4) с постоянными коэффициентами , Иа и у не образуют.
Известно, что хрупкое разрушение очень чувствительно к состоянию поверхности образцов. Можно было предположить, что некоторые особенности кинетики хрупкого разрушения обусловлены состоянием поверхности. Однако контрольные опыты, проведенные на образцах полиметилметакрилата с различной обработкой поверхности (шлифованных, полированных), а также предварительно деформированных образцах, показали, что изменяется абсолютное значение разрушающих напряжений (напряжений, вызывающих разрушение за данное время, то есть 6 при ТГ = )} но характер зависимостей долговечности от напряжений остается прежним /-^28/.
Формально изменение обсуждаемых зависимостей в широком диапазоне температур можно связать с непостоянством констант в формуле (1.4). Традиционные способы оценки этих констант предполагают выполнение (1.4). Тогда энергия активации М(б) определяется для разных напряжений и температур либо по наклону прямых в координатах ^ - 4 /7 , либо по легко получаемой из (1.4) формуле:
и.(б) - кХ( (1.7)