А.А. Сиделёв, В.Н. Белов
2
стекла в виде нитей. Было показано, что с увеличением диаметра
средняя удельная прочность 18 нитей уменьшается с одновременным
уменьшением разброса данных.
В реальных твердых телах всегда имеются внутренние дефекты в
виде вакансий, дислокаций, трещин, включений микрообъемов раз-
ной прочности, распределенных по объему случайным образом. Чем
больше объем тела, тем больше в нем дефектов и тем ниже его проч-
ность. Гипотезы, объясняющие масштабный эффект с позиций
наиболее слабого звена, получили название статистических. Соглас-
но статистической гипотезе, всегда существует закономерный раз-
брос экспериментально определяемых значений прочности, при этом
чаще всего чем мельче образцы, тем меньше вариация значений
прочности. Особенно отчетливо статистическая природа прочности
твердых тел отражена в работе В. Вейбулла (1939). В целом резуль-
таты испытаний других материалов, выполненных различными авто-
рами на геометрически подобных образцах, далеко не столь одно-
значны [1, 4–7]. Выделены четыре группы материалов [1, 8, 9]:
1) с увеличением размеров образцов их относительная прочность
снижается;
2) с увеличением размеров образцов их относительная прочность
возрастает (каменная соль);
3) с увеличением размеров образцов до определенного предела их
относительная прочность возрастает, а затем асимптотически снижа-
ется до некоторого постоянного значения;
4) с изменением размеров образцов их относительная прочность
остается постоянной.
Последние три случая сравнительно редки, техника проведения и
результаты экспериментов требуют отдельного анализа [1].
Анализируя результаты своих и известных в литературе экспери-
ментов, М.И. Койфман (1959) и М.М. Протодьяконов предложили
различать масштабные эффекты первого и второго рода. Масштаб-
ный эффект первого рода, или объемный, связан со структурной не-
однородностью испытуемого материала, наличием случайно распре-
деленных по объему дефектов. Его предложено называть главным.
Масштабный эффект второго рода, или поверхностный, обусловлен
качеством обработки поверхности образцов и степенью разрушения
(деструкции) приповерхностного слоя. Он существенно сказывается
при испытаниях образцов малых размеров. С увеличением объема их
прочность под действием объемного масштабного эффекта уменьша-
ется, а под действием поверхностного — возрастает. Поскольку при
испытании образцов эти масштабные эффекты проявляются одно-
временно, то в зависимости от того, какой из них будет преобладаю-
щим, такой вид и примет суммарная кривая изменения прочности ма-
