ВУЗ:
Составители:
отношению ко всему поперечному сечению будет возрастать. А так как
этот слой и более прочен, то и прочность всего стержня будет возрастать с
уменьшением его диаметра.
Однако, эксперименты крупнейшего советского физика А.Ф.Иоффе
противоречили предположению Гриффитса о роли поверхностного слоя в
масштабном факторе. На стержнях диаметром до 4 мм Иоффе растворял
поверхностный слой толщиной до 60 мк. Оказалось, что прочность нити не
только не уменьшается, но даже намного возрастает. Для того чтобы объ-
яснить результаты опытов Гриффитса и Иоффе, оставалось допустить
только одно: в снижении прочности повинны поверхностные трещины.
Иоффе растворял слой с поверхностными трещинами, и их влияние исче-
зало, а прочность
резко возрастала, приближаясь к теоретической. Гриф-
фитс испытывал волокна с трещинами, и их влияние было тем больше, чем
толще волокно. Следовательно, трещины были, но только поверхностные.
По формуле Гриффитса можно было даже оценить их длину, если считать
возможной теоретическую прочность. Длина этих трещин по расчету по-
лучалась очень малой – доли микрона
, а по раскрытию – меньше длины
волны света, поэтому увидеть их в обычный оптический микроскоп было
невозможно (это оказалось возможным значительно позднее с изо-
бретением электронного микроскопа). Вот этим-то трещинам, уменьшаю-
щим прочность в тысячу раз, и дали название "гриффитсовых трещин". А
явление увеличения прочности хрупких тел за счет растворения
де-
фектного поверхностного слоя получило название "эффекта Иоффе".
Фундаментальные исследования К. Инглиса, А.А. Гриффитса, А.Ф.
Иоффе и других ученых заложили надежное основание для создания новой
отрасли науки о прочности – механики разрушения. Эта наука опиралась
на результаты развития физики твердого тела в первой четверти XX века.
К этому времени уже сложились
взгляды на характер разрушения в твер-
дых телах, представления о теоретической и практической прочности, и
утвердилась довольно стройная теория трещин Гриффитса. Но откуда же
все-таки берутся трещины Гриффитса? Советский физик А.В.Степанов,
ученик и последователь Иоффе, изучая причины появления трещин в
хрупких телах, пришел к выводу, что начальные,
зародышевые трещины
являются результатом пластической деформации. Степанов утверждал, что
в процессе нагружения в хрупком материале появляется очаг разрушения
именно от пластической деформации, которая всегда предшествует появ-
лению трещин. Это противоречило существовавшему тогда мнению, что
пластическая деформация делает материал (например, металл) более проч-
ным. В 1933 г. Степанов столкнулся с одним явлением, что
в дальнейшем
привело к открытию им многих закономерностей. Состояло оно в следую-
щем. Ученый обнаружил, что даже слабые прикосновения к отдельным
точкам поверхности кристалла вызывают огромные удельные нагрузки,
соизмеряемые с теоретической прочностью. Представьте себе лежащую на
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 30
- 31
- 32
- 33
- 34
- …
- следующая ›
- последняя »
