ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Естественные науки». 2012
23
формация напоминает пластическую, хотя по физической природе
это совершенно разные виды деформации. Поэтому перед фронтом
трещины возникает зона вынужденной эластичности. Развитие зоны
вынужденной эластичности происходит с преодолением внутреннего
трения и выделением теплоты, что приводит к нагреванию материала
вблизи трещины. Это, с одной стороны, ускоряет процесс накопления
повреждений, а с другой — через релаксацию напряжения тормозит
их. Микрорасслоение материала в зоне вынужденной эластичности,
которое начинается, когда температура зоны приближается к темпе-
ратуре стеклования
Т
с
,
приводит к ориентационному упрочнению и
также затормаживает процессы предразрушения.
По достижении напряжения, равного пределу вынужденной эла-
стичности
в
для данной температуры, «размораживается» сегмен-
тальная подвижность звеньев макромолекул и начинает развиваться
зона вынужденной эластичности ползучести при напряжении
ˆ
a
,
связанная с разворачиванием свернутых конформаций макромоле-
кул и большими перемещениями материала внутри зоны вынужден-
ной эластичности. Вне зоны вынужденной эластичности, где
напряжения меньше предела вынужденной эластичности, сегмен-
тальная подвижность блокируется межмолекулярным взаимодей-
ствием, и одно только тепловое движение не в силах его преодо-
леть. Поэтому вне эластической зоны материал испытывает только
малые упругие деформации.
Напряжение в эластической зоне конечно и равно пределу вы-
нужденной эластичности, соответствующему данной локальной тем-
пературе зоны. Форма и размеры зоны вынужденной эластичности
описываются в полярных координатах формулой
2
2
2
2
в
9 4
sin cos .
4
2
K r

(1)
Здесь
K
—
коэффициент интенсивности напряжений (КИН) (
K
1
—
для трещины нормального отрыва и
K
2
—
для трещины поперечного
сдвига);
—
полярный угол;
в
—
предел вынужденной эластич-
ности.
На рисунке представлена рассчитанная по формуле (1) форма зо-
ны вынужденной эластичности. Построение выполнено в безразмер-
ных полярных координатах с использованием безразмерного поляр-
ного радиуса
2
2
2
в
.
2
K r

Бóльшая часть зоны вынужденной эла-
стичности вытянута вдоль берегов трещины. Примерно 20 % этой
зоны располагается впереди перед фронтом трещины. В этой ее ак-