Оглавление:
Испытания на растяжение хрупких материалов
Испытание хрупких материалов на растяжение ’•＃* Давайте посмотрим на стекло, которое является примером хрупкого материала. Тестовую диаграмму можно представить почти как прямую линию (рис.257) до тех пор, пока стекло практически не будет следовать закону крюка и не сломается.
- Традиционный тест. Из-за растяжения стекла получается очень низкая прочность на растяжение и объем работы, необходимый для того, чтобы вызвать соответствующий разрыв (показан на рисунке 257 в затененной части ОАВ). В теории, очень мало по сравнению с количеством энергии 。Буи молекулярного разделения — ^Л Они отделены друг от друга.
Это последнее значение может быть получено экспериментально путем плавления и последующего испарения стекла. Работа, необходимая для разделения молекул, будет наравне с количеством тепла, необходимым для испарения.
Эксперименты показали, что эта величина в несколько тысяч раз превышает работу, необходимую для испытания на растяжение (рис.257). / 1-6 МТ «. WF /, НН Рисунок 257. Рисунок 258. Чтобы объяснить это противоречие, Гриффит предложил — — ^Л. «ИП» MLGL в. д ДНВ — х ’-’- 1) энергия, необходимая для разрушения образца стекла распределяется неравномерно по всему объему.
Образец также имеет область, где энергия концентрируется микроскопическими трещинами, которые действуют как концентрации напряжений. Людмила Фирмаль
Рассмотрим использование известной Формулы: 1. рассмотрим один из этих микроскопических трещин как узкое овальное отверстие в равномерно растянутой пластине (рис. 258).
Напряжение вокруг овального отверстия (см. пункт 57) может указывать на то, что энергия деформации пластины (на единицу толщины) вследствие наличия отверстия уменьшается на величину ’8.. • «„Т?-. ’\<Ля> l) A. A. G, в x-ом случае, Trans. Рой. Соц. (Лондон), а т.221,. С. 163-198, 1921.Процесс. См. также интерна).
Соответствовать действующим меха Делфт, ПП.* 55-63, 192F. ’* * ) Поскольку расстояние между трещинами предполагается относительно большим, нарушение распределения напряжений, вызванное трещинами, является В этом уравнении/ — длина трещины, а-равномерно распределенное растягивающее напряжение, е-модуль упругости материала. Теперь рассмотрим величину напряжения, когда трещина начинает распространяться по пластине -) * трещина.
- Такое распространение трещины возможно без дополнительной работы только в том случае, если увеличение поверхностной энергии приращениями (II) длины трещины компенсируется соответствующим уменьшением энергии деформации пластины. Сила： гг (ГГТ) ’“ = м» (Си） Или 4 SE (с） Йоу.*
Чтобы измерить поверхностное натяжение 5, Гриффит провел серию испытаний на расплавленном стекле при различных температурах. Температура была такой, что стекло вело себя как вязкая жидкость. Значение 5 при комнатной температуре было получено путем экстраполяции в предположении линейных изменений. 5 есть изменения температуры.
Предел прочности на растяжение найденного стекла 1) из обычного испытания на растяжение, и длина / трещины теперь может быть вычислена по формуле ©. в то же время из Формулы © мы видим, что прочность на растяжение обратно пропорциональна квадратному корню из/. Чтобы проверить теорию, Гриффит провел эксперимент с тонкой стеклянной трубкой под внутренним стеклом. pressure.
Это примерно в 20 раз превышало значение толщины образца, найденного ранее. Людмила Фирмаль
By варьируя длину алмаза и делая искусственные трещины параллельно оси цилиндра, он экспериментально обнаружил предельную прочность на растяжение HRC. Эти эксперименты хорошо согласуются с теоретическими выводами, вытекающими из Формулы ©.Гриффит провел дальнейшие эксперименты с тонкими стеклянными волокнами и обнаружил, что диаметр 3.3 −10-8 для волокон мм, прочность на растяжение от 3,5 до 104 * к? Я обнаружил, что это / Cm*.
Столь значительная прочность тонких волокон также может быть объяснена на основе теории Гриффита. Если в процессе рисования тонкого волокна вы заметите, что трещина, которая изначально была перпендикулярна поверхности, исчезает. Длина волокна.
Гриффитс отметил, что через некоторое время прочность волокон несколько снижается lost. To продукция Думайте независимо друг от друга. Тогда достаточно рассматривать только 1 из трещин, перпендикулярных напряжению, как наиболее неблагоприятную. 。 1) в эксперименте Гриффита было дано значение около 1/10 — # cm. Вскоре после эксперимента с волокнами-вытягивателями он «приобрел огромную прочность на растяжение 0,3 * 104 углов/ см при диаметре 6,3 мм.
Это значение составляет примерно половину теоретической прочности, которая определяется с учетом молекулярных сил».. Другие испытания на растяжение хрупких материалов на растяжение проводятся с использованием монокристаллических образцов, вырезанных из больших кубиков кристаллической соли.
Эти эксперименты показали, что значение этого материала составляло всего 45 кг / см при испытаниях с воздухом при комнатной температуре. Когда вы испытываете такой же образец выдержанный в горячей воде、 Предел текучести при 80 кг / см и окончательное разрушение при напряжении, равном 16 000 кг / см, пластически растягиваются.
Значение этой прочности на растяжение F. теоретическая прочность высчитанная Zwicky близко к 20.000 kg / cm *8).Эти эксперименты показали, что » сглаживание поверхности образца оказывает значительное влияние на прочность образца на растяжение.»
Интересные эксперименты, связанные с прочностью * O. если напряжение слюды m ^ l выполняется Orowan.».255, Б \ отсоединенный от слюдяного листа, он использовал захват, растянутый лист в сечении mn, использованную слюду (рис. 259). в этом случае прочность на растяжение была примерно в 10 раз выше, чем у стандартного образца.
Испытание на растяжение показывает, что из-за несовершенства кромки стандартного образца (рис.255, б \прочность значительно снижается, а снятие эффекта с помощью приспособления * показано на рис. 259) получается высокая прочность на растяжение. Все описанные эксперименты подтверждают гипотезу Гриффита о том, что низкая прочность на растяжение хрупких материалов обусловлена микроскопическими трещинами и царапинами на поверхности исследуемых образцов. і / 77-е J fA ’ ff *-） Ля• т. * * т. Рисунок 259. Если на прочность хрупкого материала существенно влияет наличие дефектов, то это, по-видимому, принимается как должное *) А. Ф. Иоффе, Ж. Физ. Том.22, p. 286, 1924; см. Пр < интернат поздравления с днем.
Смотрите также. Применить Мех. Delft, P. 64, 1924.Дальнейший анализ творчества Иоффе показан в книге: E. Schmid und W. ^ Boas, Kristallplastizität, Berl С. 271, 1935. * ) З. физ ^ объем.24, с. 131, 1928.* * ) З. Физ. Том.82, p. 235,193 a * 6, см. Конечная прочность зависит от размера образца, и по мере увеличения размера он становится меньше. Это происходит потому, что слабости, скорее всего, существуют.
Влияние размера наблюдается в случае хрупкого разрушения, которое осуществляется при усталостных испытаниях (/ )/ 8).Описание, основанное на статическом методе, было дано Weibull 3).Он указал, что значения прочности на растяжение, определенные в ходе испытания на растяжение для геометрически аналогичного образца материала дансога объема С и 1, составляют、 (°ПЧ) і в ВА Х / Т Материальные константы. уравнение te (c, можно найти значения ВСР образцов других размеров.
Затем 4 Н. такие эксперименты были проведены Давиденковым 4).Линн. Мы провели эксперименты с образцами 2 различных диаметров (==10 мм и (/=4 мм) и 2 различных длин (/=50 мм и/ = 20 мм), и мы нашли соответствующие значения (57,6 кг / мм и 65,0 кг] мм).Значение m = 23 определялось по формуле ’ (I).По этой причине мы обнаружили, что предел прочности образцов на растяжение при m = m = 1 мм и/ или 5 мм составляет 77,7. значение кг / мм эксперимента составило 75,0 кг / мм, поэтому теория оказалась в хорошем согласии с экспериментом.
Используя статистические методы, Вейбулл также рассчитал прочность на растяжение 5) прямоугольных стержней с чистыми стержнями короткого замыкания. т. <Сэкг(l_ =(2 т-ф 2) ’ / м. (°ПЧ) РА Сокращения Эта формула была также проверена в эксперименте давиденкова.
Его показания дали коэффициент 1,40, но тактическая цифра была 1,41, рассчитанная для/ = 24. Другие распространенные типы распределения напряжений были рассмотрены в статье Вейбулла.
Он также упоминает различные экспериментальные исследования, которые показали удовлетворительное согласие со статистической теорией. Эта теория применима только к материалам, имеющим хрупкое разрушение, а не к материалам, получающим знания. * ) R. E. Peterson, J. Appl. Механик. Т. 1, стр. 79, 1933.. 。 4) W. Weyville, procq Roy. Swedes. In Сент-Энгрс. Исследования (Стокгольм, 151, I V» ’ Да. * ) М. З. Гарпии, доцент, интернат, эссе imaterio, 6-й съезд. Нью-Йорк, м. р. одна тысяча девятьсот двенадцать＃- № 151, 195. 4) в английском переводе его статьи, 3.Арп Mes11.Том.14 с. 63, 1947. * ) \ U \ U E b и 11, выше.
Здесь. Сильная пластическая деформация перед разрушением. ——- Зенитный.. «AaMMAaiM» A POPPOH / Yuliud Ml Характеристика ijslp и-СИ \ ^ 1 \ / — я-.— — — — Гв / Из-за деформации локальная концентрация напряжений будет неполной, только умеренное напряжение! —- *mollgmg » 11yi (/п Это важно при анализе состояния расстройства.
Смотрите также:
Предмет сопротивление материалов: сопромат
