Трибология. Физические основы, механика и технические приложения. Беркович И.И - 71 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СамГТУ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

262
ская работа деформации единицы объема будет равна увеличению изобарно-
изотермического (термодинамического) потенциала системы при появлении
ничной дислокации в единице объема. Поскольку дислокации при пластической
деформации накапливаются в объеме, то повышение внутренней энергии
мы, обусловленное упругими искажениями кристаллической решетки, будет
порционально увеличению их плотности (см. рис. 3.15,б). Следовательно, на мезо-
и макроуровнях применим подход В.Кауцмана и Г.Эйринга. Данный подход,
объясняющий возможность потери устойчивости системы на макроуровне за счет
постепенного накопления повреждений, является физически обоснованным,
скольку возбужденное состояние не может быть обеспечено однократным появле-
лением термической флуктуации в материале, находящемся в исходном состоя-
нии. С другой стороны, при этом реализуется термоактивационный механизм
рушения, так как в состоянии предразрушения (вблизи точки бифуркации систе-
мы) появление единичного повреждения за счет термических флуктуаций
но вызвать неустойчивость всей макросистемы.
Третий подход, объединяющий первые два, состоит в том, что энергия актива-
ции оценивается как повышение внутренней энергии мезо- (или макро-) системы
за счет суммарной работы, затраченной на упругое смещение частиц материала от
положения равновесия, понижающее энергию образования единичных поврежде-
ний, и на необратимый рост числа дислокаций в плоскостях скольжения до вели-
чины, при которой активируется сдвиг решетки по данной плоскости, т.е. пласти-
ческая деформация материала. Этот подход является наиболее справедливым для
описания синергетических процессов на стадии сосредоточенных деформаций
(предразрушения), когда основная роль в диссипации энергии трения отводится
дислокационным субструктурам (блокам, фрагментам), которые являются объек-
тами мезоскопического уровня.
Рассматривая трибологические процессы, можно также отметить три стадии
развития усталости в материале. Исходное состояние (I) соответствует прирабо-
танному в заданных условиях материалу поверхностного слоя. Возбужденное со-
стояние (II) соответствует точке бифуркации, в которой материал теряет устойчи-
вость. Чтобы вызвать это состояние необходимо передать материалу часть энер-
гии для активации механизмов, приводящих к его разрушению. На заключитель-
ной стадии (III) материал приобретает новое устойчивое состояние, соответст-
вующее завершению кинетического цикла. Процессы деформации и разрушения
завершаются оттеснением (либо удалением) активированного вещества из зоны
действия напряжений.
Как ранее было отмечено, деформация и разрушение металлических материа-
лов могут быть вызваны различными механизмами, действующими на микро-
уровне (рис. 3.16). Активация того или иного механизма определяется совокупно-
стью значений внешних факторов, действующих на материал. Наиболее сущест-
венное влияние на прочность материалов оказывают напряжения, температура, а
также химическая активность рабочих сред. При эксплуатации металлических из-
делий скорость их деформации и разрушения контролируется теми величинами
U
0
и , которые соответствуют доминирующему в данных условиях механизму.

Страницы