Локального разрушения

Долгое время считалось, что для нелинейных систем требуется применение законов неравновесной термодинамики. Г.П. Гладышев [2] развил подходы макротермодинамики, позволяющие использовать законы классической термодинамики для открытых систем путем введения принципа локального равновесия. В соответствии с этим принципом любая открытая система может быть представлена как квазизакрытая, в которой открытые подсистемы помещены в термостат. Это позволяет для описания сложных систем применить уравнения классической термодинамики, используя представления о средней удельной энергии Гиббса (энергия Гиббса, отнесенная к локальному объему).

С точки зрения Г.П. Гладышева [2], важным при изучении открытых систем, обменивающихся энергией и веществом с окружающей средой, является разделение термодинамических и кинетических факторов изучаемых явлений и рассмотрение локального равновесия. Принцип локального равновесия означает справедливость всех уравнений термодинамики для бесконечно малых элементов массы (объема неравновесных систем).

1) принцип локального равновесия;

зависит от степени ионизации пара, которая определяется энтальпией и химическим составом плазмы. Поперечные сечения лазерного луча, между которыми возникает и исчезает плазма, определяются по пороговой плотности мощности. Плазма действует как самостоятельный источник излучения. Подмодель парового канала определяет геометрию канала яз локального равновесия давлений но его стенках (давление пора, сил поверхностного натяжения и гидростатики). Зависящие друг от друга давление пара и температура изменяются по глубине канала. Существенным качеством модели является учпт неравновесного испарения реальных сплавов о зависимости от их химического состава, скорости сварки и объемного испарения легко г-ггшряющихся элементов. Подмодель сварочной ванны описывает три теплопереноса: молекулярный, вызванный течением расплава и трансляционный (со скоростью сварки), а также формирование затвердевающего швп. Подмодель твердого тела описывает теплопроводность ВНР гранки рнсплава, причем положение и температуря границы учитывает влияние источника теплоты, движение со скоростью сварки и потери на радиацию.

Долгое время считалось, что для нелинейных систем требуется применение законов неравновесной термодинамики. ГЛ. Гладышев [2] развил подходы макротермодинамики, позволяющие использовать законы классической термодинамики для открытых систем путем введения принципа локального равновесия. В соответствии с этим принципом любая рткрытая система может быть представлена как квазизакрытая, в которой открытые подсистемы помещены в термостат. Это позволяет для описания сложных систем применить уравнения классической термодинамики, используя представления о средней удельной энергии Гиббса (энергия Гиббса, отнесенная к локальному объему).

С точки зрения Г.П. Гладышева [2], важным при изучении открытых систем, обменивающихся энергией и веществом с окружающей средой, является разделение термодинамических и кинетических факторов изучаемых явлений и рассмотрение локального равновесия. Принцип локального равновесия означает справедливость всех уравнений термодинамики для бесконечно малых элементов массы (объема неравновесных систем).

1) принцип локального равновесия;

Для решения задачи оптимизации трибосистем, реализующих явление избирательного переноса, в [64] предложено использовать аппарат и принципы неравновесной термодинамики. Зону элементарного контакта разбивают на области, внутри которых, согласно Гленодорфу— Пригожину, предполагается существование локального равновесия, т.е. отсутствие градиентов термодинамических величин типа химического потенциала и температуры, напряжения сдвига. Записывают уравнение Гиббса в локальной форме для каждой области и, считая, что полная энергия сохраняется, получают суммарный дифференциал энтропии в виде

Суть применения законов классической термодинамики к неравновесным системам заключается в предположении локального равновесия внутри малых элементов областей системы. Представление о локальном равновесии позволяет изучать большое число неравновесных систем, в том числе и трибосистемы. При этом все уравнения термодинамики остаются справедливыми по отношению к малым областям и сохраняют общность описываемых ими закономерностей. Так, уравне-

Уравнение (3.25) считается условно справедливым для неравновесного процесса при наличии локального равновесия. Это уравнение определяет энтропию, температуру, энергию и термодинамическое давление Р.

5. Влияние оседания капель жидкости на пленку на длине участка испарения незначительно. Среднюю скорость оседания капель можно оценить на основании локальной скорости испарения пленки. В рассматриваемом здесь случае осредненный тепловой поток испарил бы пленку жидкости на участке нагревателя длиной около 3 мм, если бы она не пополнялась оседающими каплями жидкости. Следовательно, если считать, что пленка находится в состоянии локального равновесия, то вклад оседающих капель на участке испарения длиной 1,5 мм от места возникновения сухого пятна должен достигать значений, составляющих по величине около 50% расхода жидкости в пленке. Учет этого явления в сочетании с ошибкой, связанной с предположением 7, дает действительное значение скорости пленки, которое отличается от заданных значений (здесь 0,3 и 0,6 м/сек).

их движения по отношению к направлению действия нагрузки Подходы линейной механики разрушения позволяют оценивать возможность локального разрушения у дефекта. Они включают описание напряженно-деформированного состояния твердого тела с трещиной с помощью коэффициента интенсивности напряжений для определенных условий движения берегов трещины К„ Кц и К,,,. Для этого необходимо [30]:

3) выразить критерий локального разрушения, т.е. определить функцию

Трудности в установлении однозначной связи между шероховатостью поверхности и фрактальной размерностью структуры излома вполне очевидны. Уже отмечалось, что в реальных физических процессах самоподобие фракталов обеспечивается на ограниченных масштабах. Причиной этому является зависимость рельефа поверхности от локальных процессов разрушения, формирующих излом. Здесь мы опять приходим к проблеме о связи процессов на различных масштабных уровнях. Накопленный массив экспериментальных данных, полученных при электронномикроскопических исследованиях поверхности изломов показывают, что установление этой связи требует учета многих внешних факторов, влияющих на механизм локального разрушения. Фракто-графические исследования позволяют заключить, что на микроуровне и мезо-уровне сохраняются те же характерные признаки вязкого и хрупкого разрушения, как и на макроуровне. В этой связи следует отметить, что большую информацию несут фрактографические исследования усталостных разрушений при низких скоростях роста трещины. В этом случае легко выявляется кооперативное взаимодействие хрупких и вязких механизмов разрушения. На рисунке 4.43 показаны фрактограммы, полученные при большом увеличении с локальных зон усталостных изломов.

10. Условия локального разрушения пьезоэлектриков (ПК - критерии) .........................................................................................................................63

Важнейшим моментом в теории трещин является формулировка условия локального разрушения в рассматриваемой точке контура трещины. Это так же важно при решении вопроса о рал-витий трещины, как правильный выбор критерия наступления пластического состояния в элементе объема.

Наиболее просто формулируется условие локального разрушения в теории так называемых квазихрупких трещин, когда наибольший размер области необратимых деформаций в рассматриваемой точке контура трещины мал по сравнению с длиной трещины и расстоянием этой точки до ближайшей границы тела, Простейший вариант этого условия па основе физических и математических идей А. А. Гриффитса 347, 348], Г. Нейбера [190] ж Г. М. Вестергарда [432, 4331 был предложен Дж. Р. Ирвином [354-358]. Он заключается в том, что коэффициент при особен иости в выражении для напряжений в рассматриваемой точке в момент локального разругаепия (и продвижения трещины в огой точке) считается равным некоторой постоянной материала; при этом напряжения вычисляются в предположении, что тело идеально упругое. Поскольку указанный коэффициент представляет собой некоторую функцию внешних нагрузок, длины трещины и геометрии тела, находимую из решения упругой задачи в целом, условие локального разрушения па -контуре трещины в принципе позволяет определить ее развитие и, ,в частности, отыскать ту комбинацию внешних нагрузок, которая .разделяет области устойчивости и неустойчивости (подробнее об этом будет сказано в следующих параграфах).

§ 10. Условия локального разрушения пьезоэлектриков (ПК-критерии)

Как уже отмечалось в теории трещин, наиболее важным является формулировка условия локального разрушения к данной

3. Нелинейная механика разрушения. В связи с тем, что нелинейная механика разрушения далека от завершения, возрастает роль вычислительных методов не только и расчетах на прочность' конкретных конструкций, но и в развитии представлений о разрушении тел при неупругих деформациях. В настоящее время для описания процессов разрушения наиболее широко применяются два критерия локального разрушения — энергетический /-интеграл и раскрытие трещины в вершине 6.

Изложенный1 выше анализ решения может быть использован для построения поверхностей локального разрушения, .потери устойчивости и полного разрушения в пространстве ?и, Я2, ..., Я„ (кривая в этом пространстве Ki=*Kt(t), л2 = Я2(^), ..., Я„ = Я„(?), проходящая через начало координат V~X-j = ... = 0 при t = 0 определяет путь иагружения тела) (см. также [7, 242J).

В качестве одного из главных положений теории роста трещин в металлах при воздействии водорода примем концепцию коэффициента интенсивности напряжений. Анализируя феноменологию влияния водорода на разрушение металлов, можно сформулировать некоторые аксиомы теории роста трещин. Во-первых, для осуществления акта локального разрушения при данной интенсивности механического воздействия (определяемой коэффициен-

Рекомендуем ознакомиться:

Легкокипящего компонента

Легкоплавких материалов

Легкоплавкого компонента

Легкового автомобиля

Ленинградским отделением

Ленинградского объединения

Лаборатории института

Ленточные фундаменты

Ленточных материалов

Ленточным транспортером

Ленточного материала

Летательными аппаратами

Лезвийного инструмента

Лимитируется прочностью

Меню:

Главная страница Термины