ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Естественные науки». 2012
21
[3—5].
Межчастичные силы сцепления вблизи кончика трещины
обеспечивают плавное смыкание ее берегов и конечность напряже-
ний вблизи вершины трещины.
Кончик трещины напоминает маленький клюв. Форма трещины в
области так называемого клюва, его напряженное состояние и разме-
ры полностью определяются силами межатомного и межмолекуляр-
ного взаимодействия и не зависят от внешних нагрузок и температу-
ры. Иными словами, клюв трещины автономен по отношению ко
всей трещине, и при ее росте перемещается впереди трещины, не ме-
няя ни своих размеров, ни формы [3, 4, 6]. Форма остальной части
трещины зависит от внешних напряжений механического, термиче-
ского или иного происхождения. Предельное значение размеров
клюва определяется формулой
2
2
п
,
16 1
E
d

 
где
λ
—
среднее межмолекулярное расстояние, характеризующее на-
ибольшее раскрытие клюва;
Е
—
модуль Юнга;
—
коэффициент Пу-
ассона;
п
—
удельная поверхностная энергия разрушения. Численную
оценку размера клюва проведем с использованием данных для поле-
метилметакрилата (ПММА) [1]:
9
1, 2 10
м
 
,
9
2
3,93 10
Н/м ,
E
 
0, 25
,
2
2
п
3,9 10
Дж/м
 
и получим
10
7,9 10
м.
d
 
Сравним
предельное значение размеров клюва с диаметром флуктуационного
объема, в котором, согласно термофлуктуационной теории разруше-
ния [1], происходят элементарные акты разрушения. Для ПММА
флуктуационный объем
28 3
0,5...1, 4 10
м
a
V
[1],
отсюда диаметр
флуктуационного объема
10
3
2 4, 6...6,5 10
м,
a
d V
т. е. диаметр
флуктуационного объема и длина клюва трещины практически оди-
наковы. Следовательно, в области клюва — микрообъема вблизи
трещины (флуктуационного объема) — и разыгрываются элемен-
тарные акты разрушения. Точнее, в этом микрообъеме происходят
заключительные акты «дорывания» напряженных связей. Первич-
ные акты предразрушения происходят перед фронтом трещины раз-
рушения в условиях, когда вследствие больших напряжений в по-
лимерах развивается неупругая деформация (вынужденная эласти-
ческая деформация).
Напряжение сцепления в клюве трещины определяется формулой
п
max
,
E
f
d
 