15 / 22
Возмущение температурного поля трещиной в полимерных материалах
Инженерный журнал: наука и инновации
# 11·2017 15
межатомного и межмолекулярного взаимодействия берегов трещины, и
пренебрегать ими ни в коей мере нельзя. В этом состоит основное
положение теории хрупких трещин Баренблатта и
к
δ
-теории Леоно-
ва — Панасюка [7].
Межчастичные силы сцепления вблизи конца трещины обеспе-
чивают плавное смыкание ее берегов и конечность напряжений вблизи
ее вершины. Эти силы играют существенную роль в узком участке
вблизи края трещины, где раскрытие трещины не превосходит радиуса
действия сил сцепления. Форма трещины на этом участке определяется
характером сил сцепления и не зависит от длины трещины и от
внешних нагрузок. В остальной части форма трещины зависит от
внешних напряжений механического или термического происхож-
дения.
Конец трещины представляет собой маленький «клюв» (рис. 9),
напряженное состояние и размеры которого полностью опреде-
ляются силами межатомного и межмолекулярного взаимодействия и
не зависят от внешних нагрузок и температуры. Иными словами,
«клюв» трещины автономен по отношению ко всей трещине и при
росте трещины перемещается впереди нее, не изменяя ни своих
размеров, ни формы [7, 10].
Рис. 9.
«Клюв» трещины
В монографии [10] приведена оценка по порядку величины
размеров зоны, где существенны силы межчастичного сцепления:
если
d —
длина этой зоны, то
2 1/2
0
( ) ,
d ar
где
a
— атомные размеры,
0
r
— радиус действия межчастичных (межмолекулярных) сил
сцепления, т. е. значение
d
, хотя оно и велико по сравнению с
атомными размерами
а
, в то же время мало по сравнению с
межмолекулярным расстоянием
0
r
. Для численной оценки в качестве
величины
а
примем атомный радиус атома углерода, т. е. радиус