ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Естественные науки». 2012
20
УДК 539.3
А. А. В а л и ши н , Д. В. Мищ е н к о
ОСОБЕННОСТИ КВАЗИХРУПКОГО
РАЗРУШЕНИЯ ПОЛИМЕРОВ
И КОМПОЗИТОВ НА ИХ ОСНОВЕ
Рассмотрено квазихрупкое разрушение полимеров и композитов
на их основе
,
которое наблюдается при температуре
,
изменя-
ющейся от температуры хрупкости до температуры стеклова-
ния. Определены форма и размеры зоны вынужденной эластично-
сти, возникающей в аморфных твердых полимерах перед трещи-
ной разрушения при температуре
,
превышающей температуру
хрупкости. Проведены исследования движения трещины с зоной
вынужденной эластичности и процессов тепловыделения при
формировании этой зоны.
E-mail:enf@mail.ru
Ключевые слова
:
полимеры, композиционные материалы на их основе,
трещина, зона вынужденной эластичности
.
Согласно принятой в литературе прочностной классификации,
твердые полимеры подразделяют на три типа: низкопрочные, высо-
копрочные и свехпрочные [1]. Разрушение низкопрочных матери-
алов, о которых пойдет речь, происходит в результате роста наиболее
опасной трещины вплоть или до полного разрушения изделия (кон-
струкции), либо до достижения неприемлемого уровня повреждения.
Трещина в материале растет под действием локальных напряже-
ний в ее вершине. При этом неважно, каким фактором обусловлены
эти локальные напряжения: внешним механическим напряжением, не-
однородным температурным полем или, может быть, каким-то другим
фактором. Известно, что в механическом поле трещина является кон-
центратором напряжений: локальные напряжения вблизи вершины
трещины многократно превышают напряжения вдали от нее. В тем-
пературном поле трещина является еще и концентратором теплового
потока: тепловой поток и градиент температурного поля вблизи тре-
щины имеют намного большие значения, чем вдали от нее [2].
Реальная трещина представляет собой щель с асимптотически
сходящимися берегами. При этом расстояние между берегами (рас-
крытие трещины) плавно уменьшается вплоть до межчастичных рас-
стояний (межатомных и межмолекулярных). Отсюда следует, что в
концевой части трещины есть участок, где существенны силы меж-
атомного и межмолекулярного взаимодействия берегов трещины
МОДЕЛИРОВАНИЕ В НАУКЕ О МАТЕРИАЛАХ