Деформирование и разрушение твердых тел с позиций кинетической структурно-энергетической теории
- Подробности
- Автор: Штырев Н.А.
- Родительская категория: Categories RU
- Категория: Статьи
- Опубликовано: 14 Декабрь 2015
- Просмотров: 1570
1.Прочность, долговечность.
Прочность, долговечность материала – способность твердой структурированной среды как термодинамической системы передавать через собственный объем и поверхность потоки энергии различной природы, мощности, продолжительности влияния и др., сохраняя при этом в заданных пределах структурно-физические, механические и др. свойства и контролируемые параметры (механические свойства прочности, электропроводность, теплопроводность и др.). В данной работе рассмотрены молярные параметры и зависимости, определяющие механические свойства прочности и долговечности материалов под влиянием напряжений, температуры, времени процессов.
Универсальной мерой энергии обратимых (упругие деформации) и необратимых процессов (диссипация упругой энергии деформаций) служит физическая величина моль квазичастиц энергии микроскопического тепломеханического кинетического движения (ассоциированный фонон) возникающих при необратимом изменении структурно-энергетического взаимодействия элементарных структурных единиц твердой среды в результате разрушительных флуктуаций, определяемая и контролируемая физическая величина. Используются физические понятия молярная энергия квазичастиц прочности деформированной среды, молярный объем квазичастиц, скорость изменения абсолютных и относительных молярных показателей и др. Конструкционные материалы характеризуются основными начальными значениями молярных кинетических параметров: \(U_{o},\; J/mol\)- энергия активации разрушения, \(Gr_{o},\; J/mol\)- структурно-энергетический параметр материала. Располагая кинетическими молярными параметрами аналитически можно получить механические параметры материала: предел прочности, усталости ползучести и др. показатели для разных температурно-силовых условий. В начальный момент времени, изотропные материалы, имеют одинаковые молярные параметры по трем осям прямоугольного тензора деформаций. Под нагрузкой, текущие значения молярных кинетических параметров определяются соответствующими зависимостями от времени, механических нагрузок, температуры и др. Обычные механические параметры (предел прочности, усталости, ползучести и др.) однозначно связаны соответствующими зависимостями теории с молярными кинетическими параметрами материалов.
Прочность рассматривается в макроскопической термодинамической деформируемой, подверженной воздействию разных факторов системе, которую рассматриваем как физическую среду. В определенных условиях физическая макроскопическая среда, представляющая совокупность микроскопических фрагментов разных состояний твердых материалов, образует макроскопическую конструкцию и рассматривается как многоуровневая мультисреда. В этом случае необходимы дополнительные параметры и зависимости.
Макроскопические физические энергетические процессы (механические, тепловые, химические, радиационные и др.), изменяющие параметры и свойства системы с течением времени, называем нагрузками.