Трибология. Физические основы, механика и технические приложения. Беркович И.И - 63 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СамГТУ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

254
явления тепловых флуктуаций получили выражение долговечности единичной
связи в поле действующих механических напряжений
Основной мыслью этой концепции является то, что разрушение межатомной
связи происходит в результате случайного появления избытка кинетической энер-
гии у атома (термической флуктуации), а внешнее напряжение оказывает влияние
только на величину потенциального барьера, уменьшая его. Таким образом, было
установлено, что неустойчивость материала, приводящая к его деформации или
разрушению, может быть вызвана за счет термоактивационного и атермического
механизмов. В терминах кинетической теории в первом случае энергетический
барьер преодолевается «снизу», как это происходит при нагреве материала, что
вызывает увеличение кинетической энергии всех частиц и соответственно веро-
ятность появления разрушающей флуктуации. Во втором - барьер преодолевается
«сверху», так как за счет механического отклонения частиц от положения равно-
весия уменьшается величина энергии активации критической флуктуации.
Большой экспериментальный материал по исследованию длительной прочно-
сти материалов показал, что выражение для оценки долговечности единичной
атомной связи остается справедливым и для описания долговечности макроско-
пических тел, находящихся в поле действующих нагрузок и температур. Исследо-
вания энергии активации разрушения металлических образцов при высокотемпе-
ратурной ползучести показали, что ее величина тождественна энергии активации
сублимации атомов. Аналогичное тождество было обнаружено и для процесса
деформации, что выражается близкими значениями энергий активации ползуче-
сти материалов и самодиффузии атомов.
Таким образом, в соответствии с термофлуктуационной теорией прочности
можно записать выражение для долговечности единичной связи
p
(долговечность
здесь - время существования единичной связи под нагрузкой):
TR
ζU
expηη
0p
;
TR
U(ζ(
expεε
0
; (3.16)
ζγUζU
0
, (3.17)
где
.
ε
- скорость ползучести;
0
.
ε
и
0
- постоянные, зависящие от дебаевской час-
тоты атомных колебаний; U( ) - эффективная энергия активации; U
0
, - актива-
ционные параметры.
Однако исследования кинетики деформации показали, что активационные па-
раметры, при переходе определенных значений температур способны скачком
изменяться. Причем было установлено, что каждое изменение параметров соот-
ветствует смене доминирующего диссипативного механизма. Впервые этот эф-
фект был обнаружен Дорном при исследовании ползучести металлов, когда для
различных механизмов деформации был получен спектр значений энергии акти-
вации. В.И. Владимировым было также установлено существование при трении
различных механизмов диссипации энергии, хотя такое усложнение модели изу-
чаемого объекта уже выходит за пределы возможностей кинетического подхода.
Объединение микро-, мезо- и макроскопических процессов оказалось под силу

Страницы