"justify"> до критичної l c .
КІН при наявності корозійного середовища.
Корозійні середовища сильно знижують втомну довговічність конструкційних матеріалів, в першу чергу, за рахунок прискорення процесу поширення тріщин. Тому при розрахунках на так зване корозійне розтріскування під напругою використовує незвичайне значення КІН k 1c , а значення менше k 1scc , нижче якого докритичний ріст тріщини відсутня. Значення k 1c і k 1scc можуть бути близькими у матеріалів, що не чутливих до дії корозійного середовища.
В'язкість руйнування КМ.
До цих пір ми розглядали гомогенні однорідні матеріали, однокомпонентні: сталь, алюміній, скло і т.д.
КМ є гетерогенними, неоднорідними матеріалами, що складаються з декількох компонентів, зазвичай матриці і упрочнителя. Найчастіше в якості упрочнителя використовують волокна. Крім можливості використання вельми високої міцності волокон, великою гідністю КМ є те, що вони володіють високим опором поширення тріщин або високою в'язкістю руйнування. p align="justify"> У цьому відношенні КМ мають переваги перед більшістю високоміцних гомогенних матеріалів, забезпечуючи вищу міцність при їх слабкий масою.
У звичайних гомогенних матеріалів в'язкість руйнування різко знижується із збільшенням їх міцності.
В
Без армування практично неможливо отримувати в'язкі високоміцні матеріали. У разі КМ працюють такі механізми підвищення в'язкості руйнування, які принципово неможливі в гомогенних матеріалах. По-перше, це наявність внутрішніх поверхонь розділу матриці і волокон з відносно невеликою міцністю зчеплення, які яв ляють пастками тріщин, роблячи КМ в'язким. Це механізм гальмування тріщин по Куку-Горданов, які пояснили його. p align="justify"> Аналіз напруженого стану біля вершини тріщини, що в області перед тріщиною мається поряд з компонентою напруги нормального розриву ? y також компонента напруги ? x , діюча в площині поширення тріщини.
В
Якщо максимальна ? y досягається у вершині тріщини, то пік растягивающего напруги ? x спостерігається на деякій відстані від вершини тріщини. Цей пік приблизно в 5 разів менше максимального нормального напруження ? y . Тому, якщо міцність зчеплення матеріалу на кордоні матриця-волокно в 5 і більше разів менше міцності волокон, то розтягувальне напруження ? x викликає відшарування волокна від матриці, затуплення вершини тріщини і припинення її поширення.
В
В результаті, замість однієї великої наскрізної тріщини, яка б зруйнувала б матеріал повністю, в КМ утворюються дрібні, так звані відгалужені тріщини, тому КМ зберігає певну несучу здатність. Винайшла цей механізм сама природа. У біологічних матеріалах, наприклад в кістки або деревині може бути безліч внутрішніх поверхонь розділу. Ці поверхні не послаблюють матеріал в цілому, а роблять його в'язким, тобто упрочняют. Такий механізм гальмування тріщин забезпечує і рекордну тріщиностійкість штучних композитів. Навіть якщо такий композит як склопластик, що складається з крихких скляних волокон, занурених у тендітну епоксидну матрицю, він володіє великою в'язкістю за рахунок множинних гальмувань магістральної тріщини на поверхнях розділу волокон і пов'язує. p align="justify"> Тому один із способів збільшення опору поширення тріщин-зниження міцності зв'язків між волокнами і матрицею. Однак на це можна йти в розумних межах, не завдаючи великої шкоди міцності КМ. p align="justify"> Якщо міцність зчеплення матриці і волокна буде великий, відслонення на межі розділу відбуватися не буде, тріщина буде проходити через цей кордон, рвати волокно і йти далі по матриці.
Другий механізм підвищення в'язкості руйнування, теж притаманний тільки КМ-витягування волокон з матриці у процесі розкриття тріщини. Якщо довжина волокон не перевищує критичної, то такі волокна при поширенні тріщини не руйнуються, а зсуваються...
