Историческая справка представлений о разрушении. Разрушение как критическое событие и как процесс.

Предельное состояние металла рассматривается и в технологии обработки материала, и в эксплуатации с единых позиций – позиции взаимосвязи происходящих процессов при приложении нагрузки.

Исторически это выглядело так:

Предельное состояние=Разрушение=_разр=_прил=Критич. событие

1 – нагружение – разрушение;

2 – закон Гука: нагружение – упругая деформация – разрушение.

t - модуль упругости.

Исходя из этого, в металлах различают 2 предельных состояния:

1. Переход от упругости к пластичности (предел текучести).

Предел текучести бывает:

• физический (провести касательную – где начинается отклонение);

• верхний;

• нижний;

• условный (₀₂)

Предел текучести – важнейшая характеристика первого предельного состояния материала.

Прежние представления исходили из того, что металлы однородны, изотропны и сплошны.

Из этих экспериментальных данных следует, что оценка предельного состояния металлов может быть определена по показателям напряжений и по показателям деформаций.

4 классических гипотезы:

1. Наибольших нормальных напряжений. Пластическая деформация (или разрушение хрупкого материала) наступает тогда, когда наибольшее по абсолютной величине главное нормальное напряжение достигает определённого предельного значения (различного для разных Ме).



_{растягив.} (+)

_сжатия (-)

^раб₁^допуст_тn

n – коэффициент запаса. Определяется степенью ответственности конструкции.

2. Наибольших линейных деформаций. Разрушение, или начало ПД наступает тогда, когда наибольшая по абсолютной величине линейная деформация (удлинение ) достигает некоторого предельного значения.

Критерием прочности выступает деформация.

3. Наибольших касательных напряжений. ПД Ме наступает тогда, когда рабочие наибольшие касательные напряжения достигают некоторого предельного значения (разного для разных Ме).

4. Потенциальной энергии изменения формы. ПД наступает тогда, когда удельная энергия изменения формы достигает некоторого предельного значения.

Независимо от механической схемы деформации.

_i – интенсивность напряжений.

1856 г. – Максвелл.

Во всех гипотезах рассматривается первое предельное состояние Ме – как критическое событие.

Современные представления о разрушении как о критическом событии.

Согласно механическому подходу к разрушению, разрыв металлической связи (или подобный ему разрыв атомных плоскостей) происходит при достижении действующей на них силы

Р_раб=Ф (или F) критической величины. Тепловое движение атомов не учитывается.

При Р<P_кр (или _кр разрыва не происходит вообще.

При P=P_кр (или _кр разрушение происходит мгновенно за время атомного колебания (10^-12 с).

На этом физическом представлении основаны все механические критерии прочности и гипотезы разрушений. Среди современных представлений можно назвать теорию Гриффитса, гипотезу Финкеля Образование новых трещин. Эти теории трансформированы для обьяснения разрушения современных материалов; эта область называется вязкость разрушения.

Если представить, что все современные материалы не являются хрупкими как стекло, то в них критическое событие наступает после процесса ПД. Считается, что разрушить поликристаллическое тело без ПД невозможно.