Кинетика зарождения локальных микродефектов при квазихрупком разрушении полимеров и композитов на их основе - page 18

18
А.А. Валишин, Т.С. Степанова
ется в начале распада высокомощных узлов. Из формулы (19) видно,
что с уменьшением
f
0
(
ρ
0
(
M
)), т. е. с увеличением мощности узла его
«время жизни» возрастает. Экстраполяция в этой формуле на значение
f
0
= 0 дает конечное «время жизни» узла, в то время как оно, казалось
бы, должно неограниченно возрастать. Но это не так. Значения мощ-
ности узлов
ρ
0
ограничены сверху, не может быть у узла сколь угодно
высокой мощности. Значит, начальная нагрузка на несущие элементы
узла
f
0
ограничена снизу, и «время жизни» любого узла конечно. По-
этому упомянутая экстраполяция не имеет смысла. Отступление от
формулы (19) проявляется при малых близких к минимальному значе-
ниях
f
0
(высокомощные узлы) в сторону завышения «времени жизни»
t
р
, но при любых обстоятельствах оно остается конечным. Численное
решение кинетического уравнения (15) подтвердило эти выводы.
Кинетика накопления дырок в эластической зоне.
Флуктуации
теплового движения в поле механических напряжений приводят к по-
степенной деструкции несущего каркаса с образованием в его слабых
узлах микрополостей (дырок). В ненагруженном теле флуктуаци-
онно поврежденные несущие элементы каркаса (химические связи)
с большой вероятностью тут же возвращаются в исходное состояние.
Внешнее механическое напряжение вызывает, во-первых, снижение
активационного барьера в направлении силы и, во-вторых, резкое
уменьшение вероятности рекомбинации поврежденных элементов.
Образно говоря, напряжение играет роль «вентиля», придающего ха-
отическому процессу повреждения и рекомбинации направленный
характер.
Несущий каркас образуют длинные цепные макромолекулы поли-
мера в их сложных конфигурациях, взаимодействиях, переплетениях,
агрегатах и сочетаниях. Подобно нитям основы в сложном тканевом
узоре несущий каркас «держит» внешнее механическое напряжение.
Он находится в постоянном тепловом движении, имеет сложнейшую
«архитектуру» и пронизывает все тело.
Для того чтобы описать процесс накопления дырок, нужно отве-
тить, по крайней мере, на три вопроса. Сколько имеется дырок в объ-
еме эластической зоны в произвольный момент времени? Какая часть
объема эластической зоны повреждена дырками в произвольный мо-
мент? Когда можно считать, что эластическая зона «переполнилась»
дырками, т. е. каков критерий потери устойчивости зоны?
Каждый узел несущего каркаса имеет конечное время распада, по-
сле чего на его месте образуется дырка. Время зарождения дырки опре-
деляется формулой (19) и зависит, прежде всего, от мощности узла,
т. е. от количества несущих элементов в нем. Несущие элементы в на-
1...,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17 19,20,21,22,23,24
Powered by FlippingBook