Введение в специальность (Механика). Часть II. Механика деформируемого твердого тела. Загузов И.С - 24 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СГАУ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

первопричиной крупнейших аварий явилась мельчайшая трещина в мате-
риале. Какие же свойства материала приводят к тому, что мельчайшая
трещинка развивается до опасных размеров, приводящих к аварийному ис-
ходу? Плиний старший (23-79 гг. н.э.) в своей весьма путаной "Естествен-
ной истории" указывает способ, с помощью которого можно отличить не-
поддельный алмаз. Он
советует положить предполагаемый алмаз на нако-
вальню и ударить по нему тяжелым молотом. Если камень не выдержит, он
не настоящий алмаз. Надо думать – было уничтожено немало драгоценных
камней, ведь Плиний путает здесь твердость и вязкость. Алмаз – самый
твердый из всех веществ, и его твердость очень полезна в тех случаях, ко-
гда необходимо резать, царапать или шлифовать – в этом и состоит его
главное применение в технике. Но алмаз, как и другие твердые драгоцен-
ные камни, довольно хрупок, и если бы его даже добывали большими кус-
ками и в больших количествах, все равно широко распространенным кон-
струкционным материалам он бы не был.
Английский
профессор Д. Гордон отмечал: "Самый тяжкий грех кон-
струкционного материала – не недостаток прочности или жесткости, кото-
рые, конечно, совершенно необходимы, а недостаток вязкости, иными сло-
вами – недостаточное сопротивление распространению трещин". Можно
примириться с недостатком прочности или жесткости и учесть их в про-
цессе конструирования, но бороться с трещинами, которые оказываются
очень опасными, застигая инженера врасплох, намного труднее. Большин-
ство металлов и пород дерева, резина, стеклопластики – вязкие. Большин-
ство материалов – стекло, посудная керамика, бетон – хрупки. Не так-то
просто выявить то, что делает одни вещества вязкими, а другие – хрупки-
ми. В то же время различие между хрупкостью и вязкостью очень осязае-
мо
. Обожженная глина и кусок жести имеют примерно одинаковую проч-
ность на разрыв. Но если вы уроните на пол глиняный горшок, он разле-
тится вдребезги, а с упавшей консервной банкой ничего не случится – в
худшем случае на ней появится небольшая вмятина. Прочность на разрыв
обычных стекол и керамик может быть довольно
большой, но никому не
придет в голову делать из них автомобиль. Причина ясна – очень уж они
хрупки. Независимо от того, медленно или быстро прикладывается сила к
хрупкому телу, стоит только начаться разрушению – трещины будут рас-
пространяться в нем очень и очень быстро – обычно со скоростью не-
сколько тысяч километров в час
. Именно поэтому разрушение кажется нам
мгновенным. Энергия деформации упругого тела накапливается в натяну-
тых химических связях, при разрушении тела эта энергия освобождается.
Но установить, что разрушение материала начинается с трещины –
еще не означало решить задачу. Надо было проникнуть в природу сил, вы-
зывающих в сплошном материале структурные дефекты в виде
трещин.
Советский ученый академик Н.Н. Давыденков обратил особое внимание на
остаточные внутренние напряжения в деталях, т.е. на механические усилия

Страницы