Физические аспекты процесса хрупкого разрушения полимеров в механических и диффузионных полях, страница 4

В. Номомосове)~ - Разработка нетодов ренання задач прочности для ковструкцяй нй неоднородных материалов. (Раздел "Разрабо ~а методов прочяостц твердых тел при статических ы дыыамыческях нагрузках". Мсп.:МИНИ (головяал организацня), МИТХТ нм. М. В. Номоаосова м др. ). ' Экономнческнй эННвкт от внедренна отдельных результатов рабо- -15- тм в проммилемность состазмх 300 тмс. руб. в год (з цепах 1987 г). йс материалам диосертацнн опубликовано бзюе 80 нэучимх работ и юдготовлеыа моаограйня (з печати).

Обеем диссерта$$ии в ее оеруктура. йыссертацня состоит нэ введения, десяти глаз. выводов н эеклвчення, списка литературы, збоэю пркхокэннй н содерэыт 848 стр. мэвннопнсного тексте, 7 таб. лиц, 83 рисунка, бнблногрейиз пэ 470 ыеннеыозаынй. Глазе 1. Совреиеинме предотавленмя квыетнческой коыцепцвв раэруюния поламврев. Деы обзор осыовымх экспериментальных денных, касемп$хоя раэрумення полннероз н созремеынмх теоретических представлений оо этом процессе, обосюзмзавцих представления авторе о процесое раерувеняя полимеров з простых ы услокыенямх условиях юпмтанпя.

Зксперимеитакэпме даынме во долговечности пслымероз з простейипх уолозиях юмэтаиия (постоявнне растягнзеицее нмхрякеыие м, температура Т, ые ммэямнаяся структура) приводят к слелувэ$ему аналитическому соотпоиеию мекду средней долговечностям х и эеличпые- ив 6' м Т (йоу$8$аа С.й.йуркова)г ц.йщжт3 ФлгА (1) где $» 44$$ б' -э$ин$ричеокне постоянные, й-постоянная Волъцнэнэ. йри исследовании зависимости (1) в иврокон интервале тэ$я$эретур (вклвчазцем теюературу хрупкости Тхр) сказывается влияние тенператуум иа рэл$маниюиине и реоюгмчаокие свойства затер$$алов, что, з оюм' очералв, оквэмввмг влияние йп характбр н механизмы раэруиеюя (хрупкое, кзаеахрудкое и накру$з$ое раэруиезие, рееумз длии$и$х ыю коротких' цепей, йаэлвчинй харантер предраеумвимк двйоумацнй и т.д.) и задачей теоуии издается йэю$чески обоснованное опмсааве етых иэ$$енений, акючев анена олоы$и$э для теоретзческмх юолаюваиий области мвм$х иаиривэиий.

гдэ ыаблиюется асинптотическай характер вэюмеюя долгоове вести и область критических мапрякеиий, где вкпкерийеиталэио паблвлветсл атернический характер реэрувеиил з течение долговечюоти юкросекундного диапазона. Лнпаие долговечности юлимероз э услокмеаиа услоэыяк моимтапип в 1 главе бмл сосредоточен в союзном ма раэрупеипн волниеров в йдС, раосматуивая среду как постоянно прнсутстзухцнй йэктор при ексллуагацю ыэдеюй иэ полюероз. Рассмотрена танке рохэ релэкоециоюмх вроцесооз ври раэрую$з$и полимероз, как йакторй услояыязцего течение этого эроцэснб. Разброс эксверимептазэннх Дннймх Но долгозечюсги помп$еров, рассютреннми з 1 главе. свийнтнлэстнуэт о иеобходиэвсти вероятностного подходя к нэученю йуункего рээрупвюи полюэров, которнй -1О- долхзн базироваться иа учете етохастичыссти структурм матариала ы стохастичпссти собствзнно процесса раэруивния.

Обе эти Фактора приводят в обцэы случае к различими ниотиоат "ч раопределзнпя вероятностей зиачанвй долговвчиости (упююдвльюю нли полнмодвльным в зависимости от структуры материала) и эадачвй творип з атом случае являатся псстроэнне указанной плотности нли йуыкцнн распределоння долговэчыости, как основы ва прогноза. Особов зннманиз з глава 1 удвлзно анализу зксперимеитагьпмх данных, посзяценных ассяадовеннв ивхапнзиа рзэрмва связей в полимерных материалах.

Многочисленные экспериыаитальнме даююв. рассмотреннме з атой связи в 1 глава, сзидзтельствувт о том, что при достаточно мазках тенпературах процзсс раэруаеыпя полнывроп проис- ходыт в результате разрыва химических сзяззй п характаризуэтса этапами возбуздення хпмнчаских связзй, их разрнэон тапловмии флуктуацияни и накоплением разорванных свяээй. Нврвыз диа этапа рвалирувтся путом образования протялепямх флуктуаций плотнооти -дыяыгонов (с. н.

Вурков, В. А. патрон. В. м. Ввтгзгрвнь, А. 4 Кусов), распад которых з рззультатэ пеглоаэпня энергии пы'акщз(й)Мюх чаотзй: матарпала приводят к разрыву связей. Этап пакоплеюю' Ваэорааююх связей происходит з завлснысстк от состояния отруктуры материала. На основании экспериментальных данных по кмнетике процасса раэруаапня полимеров мозно зыдвявть матариалм с вачальнюа трееюани (иизкопрочные и прочные), в котосмх паксплзнца разорваипмх связай происходит в варинне иаиболев опасной тронным (трзпинм раэрунеиня). раэвытиз которой м опрвдвляат долговзчность этого класса иатариалов. и вмсокопрочыне материалы, то есть материала баа начальник грезим, ио с гетврогэппой структурой.

Нроцесс иакопзеапв раэорйац нмх связей в высоко~Фийймзтерцапах происходит ив начальном этапа разруаеиия в слабмх мзстап ещвсщнк а Ваэуюьтате чвго обраэуыгся СМТ, которые сливаясь, посла достыкэнап аю некоторой крптичаской концвнтрацкн, образуат тропину раэруиюпю. Лвыгазачиость этого клаоса иатэрпаков опраделяатся в основыом стадцз4 цвксылаиия Сй' (С.Н. Нурков, А. Н. Слуцквр. В. СЛуксвико). , Обпна 4изнчаскне сообрвнения приводят к ызвапйь что в нате- риалах о однородной, хороас срга.азоавюуч йеэйэфзктыэй структурой (свврхпрочимв материалы) процасс Ваврйызцпп Выаааеавтсп нутом случайного зарокдею~я (прзмыуцеотавав и цзпайинзвзисы еаза материала) трэмыпы раэруавныя.

Рэзвмкруч 1РыВФююпюй и дпссвйцаззю абэзВ тавра™чзскпх ра бог, мокио эаклэгмпь. чтф цпзпафвфи таврин Вааййыэциа поююзров ыв являются пслююы а иахадптсп а сввтвацп Вапапзпп, ие описывая прп -17- ецем всей совокупности експеринеытахьзнх данных. Тэоретнческпе юуледозаиия вроцесоа раерупэиия волнмероз, находяцихся а ивово,йрочиои м овершрочиои оостолиилх, стохастических аспектов етого йроцесоа представляыг ообой юные еадачы йиэикн и мехаымкн полымеров. Глава 2. Развитие векоюрмх аиаютаческнх методов ыехавпччскюо подкопа длп юаладоыаюп терюквиетвкм вуомесса равруыеюл. Х. Зроцасс раэрувепвл полимеров протекает в областях пэренапряаеиыя материала, юкалиэация которых определяется имевшееся в юы 2Мйактчмы и гетерохчзиостьн отруктурм, а танке характером нагрузеюы. Зеючивв лоааашх иапрявемвй в етых областях звзвспт от раэюров дейектев.

ик кеп$мгурацыд. уасполопепия з материале, прылоыэююч иапрлпеиия, теюературм, отруктурм ы т,д. и являвгоя суцютвевыю йакторои, вмпмираю на вероятности разрыва н восстаювлеиия связей з указаиюх областях. Зоолэдяее обусловлею теы, что (гл.З) эыергпв активации ахэыентаринх актов процэаоа раэрувеюя пуадотавлявг ообой барьеум термодииамического потеыцыаха, соотзетствумкего условиям равруиеыня. поличные которых определяетсы локальным ыапряпеииеи в облаотм раврумеикя м нэыененнеи упругой части термодиюмыческого потенциала омотеаг в результате реализации елемеытармого акта.

Отсвда следует иеобходнмооть ресчета локальыого иапрякеиия н емергю дейорнацпи образца, опрелехмввей увругув часть соответствуицего теумодппамического потепцыаза. Этн две поличным потуг бмт» определены иа осюве ревепия соответствувцей задачи математичеокой тасую трении, так как больппистзо техимческы вазннх иолыиеуов.

ю куаюей мере вув тээээеуатурах, ие иуввмюзюй теыюрюуру зруикостм ухр, а танке зри юэдмбстзю от- ~ Н4 ВЮИ ЗЮВЮЮВЮ И -у И юяеть до юмемгв уааууымнпь Зввееиу з данией главе рассютренн ооотватствузмме задвчв мнгеютмчееквй таврю трепни, ма осюзе ревения которнк юлучеим необходима длл меследуицаго построения обобцениой теории хууикого раауупеиия юлюероа кеэййкыюытм интенсивности юхаипчеоких и темиеренурюх ыюрязений для выутрэыпей круговой (днокообразюй) осесивеггрвчыой гремины м вюргыя хейор.

ыацын образца с краевой прямолюейпой туецныой. иув яалычны прохээольпоз норнальыой нагрузки на ее берегах. уремиям укаэанного тюа наиболее характерны длл полымеримх плевок н воюкон, соответственно. 2. сменке-ыеханзчэокые свойства полимеров зо ыюгои асрвдэлявтоя ых структурой, юеннкеиюй в процессе йормоэаныя наделил нэ полимеров. Йоетому особое значеиме для прогюэнровання прочностных -18- свойств полнкерое пркобретапт нсслздовьнкх злпятзя условвй форчокэння изделий мз полммероз ря Голучьемус В резулътэте нх структу ру.

Зтв проблеме особенно замка длк *рмстеллнзухиихсе пз расплава полимеров. тех кек после заверненкя процесса йоряоззэкя изделий нз них образуется материал с гетерогенной стоуктурой э смау характерной для полимеров незеюриенностк процессе кристаллизации. Процесс кри.теллизэцкк респлавоз полимеров юхет контролироваться либо процессом теплоперекооа (тепловая область преэрэщення), либо собственно процессом кристзллнзации (кипетичеслэя сблесть превреианкя).

либо обонмн однивременп« (смевенкээ область греврэщенпя). Во 2 главе рассмотрен процесс крнстеллизецни расплава полимера в тепловой облзстн преврзщения, которнй нсделируегсл краевыми задачепв яестеционэрной теплопроеодностн в области с двмхуинмгся грэниазмн (нецазпьхрическея облезть) и реекмзуется в полннернмх системех. допускекщих высскуи (порщхкэ йОВ) степень крпс° тааачноотэ. Последнее позволяет опюать рост отдельного кристалле полнмере. Остал ные области превращения рассютренм в 9 главе. , йрееэне зздачи теплопровода,ости э области с днауппйся гризицей относятся к пепбол е слопинм зщдлчэн нзтемэтччесхой физики, требупцям для своего романия создания специального мзтеметмческого эпаарета.

Традкцноннне мстодн формовекия кздалкй из кристеллнзукщихоя полимероз, их соверменстзоеенпе, е текле иеревновесинз условия протекення процесса Фкзозого преэрзще кл не подэнхной мепфезиой границе требуют рвосмотроняя в исходной постэиовке краевой ээдэчи достаточно общих граинчннх и начального условий. Отсвда слщзуеу необходимость разек ня такого методе романия этого клвссе зэдач, когоут позволил бм кзхопкть иХ анзхнтищеохпз рзизмкп Прн доотег точно обцкх крееэых йункциях.

развитий во 3 глава метод рмзиай краевых задач местацнонарной тзклспрсзодносгн в иецилиидрическпр области этому требоеэкив удсвлетворяет и основан ив прккемеяии ии' тегрального преобразования спецнэл чего виде, ядро которого энби. раотоя о учетом жв греничннх условий и пречстевляет ообой обоб; щенке соотзетствунпего подходя уле классических облвотей. В боот» зетствня с внбрпеини ядром интегрального преобрэзовэппя строится )) йорыуле обременит изобраееимя ранения, цредстввяяещея собой ряд вше Фурье, коейфехдеитн которого находятся иетодом контурного ки тегрлрмемкя ннйденяо-.о иеобрелеимл ремеипя задачи. В результетз прнмекения методе, ренепне краевой еадэ а получается в вовой, неизвестной ранее, зункцноиельыой йорке, позволяящей ыеходкть реь гячкце чаотнне резания после задания краеюх функпвй залечи. Поду, -19- чеыыая йо)хЗФ Ревекка особекыо УДобка прк рассмотреыпк обратных вадач - определение ГРЭКМЧПых йуыкцый, обес$$енквавккх необходкннй Уеэмы Дэмкаымл Мам(»аакой граккцм.