Модель вязкого разрушения при одноосном растяжении
В рамках этой модели предлагается определять разрушающее напряжение по уравнению Петча:
где
— напряжение внутреннего трения;
= const — экспериментальный коэффициент;
d
—- диаметр зерна поликристалла.
Напряжение
трения
обусловлено
удельным сопротивлением решетки
скольжению (сила Пайерлса — Набарро) и
упрочнением за счет частиц второй фазы,
а также исходной плотности дислокаций.
Для металлов с ОЦК-решеткой напряжение
трения
можно представить в виде суммы "холодной"
составляющей
,
не зависящей от температуры, и "тепловой"
составляющей, зависящей от температуры
Т,
где А и α — постоянные. Если основным механизмом релаксации напряжений
является процесс двойникования, а не скольжения, то значение мало и его обычно принимают равным нулю. Постоянная Kf определяется процессом размножения подвижных дислокации в зернах, не подверженных пластическому течению.
Итак, рост вязкой трещины в пластичных материалах может происходить одновременно вследствие разрыва сплошного материала и образования пор перед движущейся вершиной трещины. Макропоры образуются при слиянии микропор, а появление последних в поликристаллических материалах обусловлено высокой концентрацией напряжений на границах зерен или частиц второй фазы. Скорость распространения вязкой трещины существенно меньше скорости распространения хрупкой трещины в том же материале. Например, при вязком разрушении стальных труб экспериментально измеренная скорость распространения трещин составила около 200 м/с, что в 5 — 7 раз ниже скорости распространения в этом же материале хрупких трещин. Это явление обусловлено высоким расходом энергии на работу пластического формоизменения в вершине движущейся трещины, в окрестности которой формируется заметная пластическая область.
Список литературы
Селиванов В.В., Прикладная механика сплошных сред. Механика разрушения деформируемого тела // Изд. МГТУ Н.Э. Баумана –Москва, 1999
Матвиенко Ю.Г. Модели и критерии механики разрушения // ФИЗМАТЛИТ-Москва,2006
Козлов Ю.С. Материаловедение // Высшая школа - Москва, 1983