"> теор значно менше. Причина-наявність тріщин і дислокацій. Це підтвердили досліди академіка Іофа з кристалами кам'яної солі. Якщо кристал занурити ненадовго в гарячу воду, а потім виміряти міцність, то вона зросте в десятки разів. Пояснюється це розчиненням поверхневого шару з дефектами, подряпинами і тріщинами. Також збільшується міцність скла в тонких нитках.
В
При збільшенні розміру тіла кристалічна решітка стає менш досконалою і в ньому виникають дефекти великих розмірів. Англієць Гріффітс показав, що можливості зростання тріщини залежить від її довжини l:
В
Він розробив енергетичну теорію міцності: для зростання тріщини необхідно затрачати роботу на утворення нових поверхонь. З іншого боку при зростанні тріщини звільняється пружна деформація в області тріщини. Для малих тріщин звільненій енергії недостатньо для утворення нових поверхонь, тобто для розриву матеріалу. Для великих тріщин цієї енергії вистачає на розрив і тріщина рвонеться вперед з величезною швидкістю якщо матеріал крихкий. Він розрахував критичне значення довжини тріщини (l кр ), при l кр - тріщина не росте, а при l> l кр - тріщина росте і розриває тіло.
Правильність цієї теорії Гріффітс підтвердив експериментально на скляних колбах і циліндричних трубках. На них наносилася тріщина певної довжини, і за допомогою стиснутого повітря створювалося внутрішній тиск. У ході експериментальних вимірювань внутрішній тиск і довжина тріщини в момент її страгивания, яке завжди закінчувалося руйнуванням судини на дрібні осколки. Скло дуже крихкий матеріал і енергетична теорія до нього добре застосовна (1920р). Але до пластичним металам ця теорія виявилася не дуже застосовна і тільки через 30 років Ірвін і Орован запропонували теорію квазехрупкого руйнування, яка виявилася застосовна для Ме. Вони в теорії Гріффітса константу рівну поверхневої енергії матеріалу, яку треба затратити на просування тріщини, замінили на питому роботу пластичної деформації в малій околиці поблизу вершини тріщини. Робота пластичної деформації при квазехрупком руйнуванні в сотні і тисячі разів перевершує поверхневу деформацію при утворенні поверхні. Замість розгляду енергетичного балансу тіла вони вивчили поле напружень біля кінця тріщини. З рішення цього завдання слід було, що єдиним параметром, що визначає напружений стан кінцевий зони і можливість поширення тріщини є коефіцієнтом інтенсивності напружень-КІН. Поняття про КІН стало фундаментальним в механіці руйнування і критичне значення КІН стало використовуватися в інженерній практиці розрахунків на міцність, зробивши їх більш точними і замінивши в таких розрахунках величину ? в - межа міцності, яка використовувалася в спрямують. Теорія Гріффіт і силова теорія Ірвіна-Орована для квазехрупкого руйнування становить лінійну механіку руйнування. На відміну від опору матеріалів та теорії пружності, вона розглядала сам процес руйнації, розвиток тріщини і розглянуте тіло як неідеальний, означає несправності-це головні риси третього етапу науки про міцність.
У перших двох етапах тіло вважають ідеальним і розрахунки велися до моменту руйнування, процес руйнування не розглядається.
Розтягування і стиснення.
Це найпростіші одновісні впливу навантаження
В
Пружне деформування підкоряється закону Гука
В
Елементарна робота:
dA = P В· d (? l) = В·? l В· d (? l )
після інтегрування отримуємо:
= P В· ? l = В·
Це робота чи потенційна енергія пружного деформування стрижня.
Напружений стан стрижня.
Визначимо напругу в деякій похилій площадці з кутом ? в площині нормального перетину
В
Відкинемо ліву частину стрижня і розглянемо рівновагу правої частини
P-повні напруги на похилій площадці.
P В· S ? = ? В· S, де S ? - площа похилого перерізу
В
Розк...
