ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Естественные науки». 2012
22
с помощью которой можно оценить порядок величины напряжения
сцепления. Используя для ПММА численные данные из работы [1]:
Е
9
2
3,93 10
Н/м ,
 
2
2
п
3,9 10
Дж/м ,
 
получаем
8
2
max
7,8 10
Н/м .
f
 
Следовательно, напряжение в клюве трещины имеет конечное значе-
ние, и для ПММА его можно принять равным
8
2
7,8 10
Н/м .
Для тре-
щины нормального отрыва оно определяется нормальным напряжени-
ем
.
yy
Фронт трещины поперечного сдвига (трещина второго типа)
продвигается за счет скольжения берегов один относительно другого.
Поэтому напряжение сцепления в клюве этой трещины — тангенци-
альное напряжение
,
xy
хотя межчастичные связи при всяком виде
макроскопических напряжений испытывают только растяжение.
При фрактографическом исследовании поверхности излома раз-
рушенных образцов наблюдали три зоны: зеркальную, матовую и пе-
рьевую (искромсанную) [1, 7]. Зеркальная зона соответствует мед-
ленному флуктуационному подрастанию трещины. Трещина на сво-
ем пути пересекает множество микрополостей размером от
нескольких до десятка микрон. Взаимодействие трещины с этими
микрополостями приводит к зарождению многих вторичных микро-
трещин, так что трещина разрушения продвигается как бы через за-
ранее подготовленную разрыхленную среду, насыщенную микропо-
рами и микротрещинами. В матовой зоне, соответствующей атерми-
ческой стадии движения трещины с большой скоростью, возросшие
локальные напряжения становятся достаточными для активизации
изолированных микрополостей и их взаимодействия. Одновременно
вместе с магистральной трещиной распространяется множество вто-
ричных микротрещин. В перьевой зоне, которая завершает разруше-
ние, этот процесс становится еще интенсивнее.
Процессы предразрушения, т. е накопление микроповреждений
(
разрыхление) перед фронтом трещины, протекают параллельно с
развитием неупругой вынужденно-эластической деформации. При
этом процессы предразрушения и вынужденно-эластического дефор-
мирования развиваются во времени с конечной скоростью.
Наиболее известной теорией, учитывающей наличие неупругой
зоны перед трещиной, является теория Леонова—Панасюка—
Дагдейла (ЛПД) [5, 8]. В этой теории рассматривается трещина нор-
мального отрыва с пластической зоной перед ней. Теория ЛПД была
создана для материалов, деформирующихся пластически, в первую
очередь металлов. Пластическая зона моделируется тонкой прослой-
кой на продолжении трещины, заполненной нелинейно пластически
деформированным материалом.
В полимерах аналогом пластической деформации является вы-
нужденно-эластическая деформация. По внешним признакам эта де-