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: 1493
1.\(Sh, м^{3}/моль\) - удельный молярный объем квазичастиц микроскопической энергии разрушения прочности деформированного твердого тела. Объем одного моля микроскопической молярной энергии тепломеханического кинетического движения элементарных составляющих атомов и др., возникающей в результате разрушения одного моля прочных идеальных атомных связей или моля микроскопических состояний разрушительных характеристических флуктуаций возникающих за период характеристической флуктуации в этом объеме в данных условиях термомеханического равновесия. Молярный объем квазичастиц прочности определяется по каждой компоненте главных истинных деформаций.
2. \(Sr,\; моль/м^{3}\) - молярная плотность квазичастиц прочности активированных механическими истинными напряжениями в деформированном твердом теле, определяется по одной компоненте деформаций или напряжений напряженного деформированного состояния. Обратная величина .
3. \(W_{L},\; Дж/моль\). Молярная энергия микроскопического тепломеханического движения элементарных составляющих (атомов, ионов и др.) возникающая в результате необратимого разрушения корневых атомных структурных связей и формоизменения структурно-неоднородного конгломерата реального деформированного твердого тела. Количество молярной энергии определяется в объеме твердого деформированного тела, которое содержит один моль квазичастиц. Молярная энергия характеризует необратимые процессы разрушения в условиях тепломеханического равновесия \(\sigma = const,\; T = const\). Энергия микроскопического движения, образующаяся в результате характеристических разрушительных флуктуаций и необратимого разрушения некоторого количества ассоциированных прочных структурных связей атомарного уровня твердого деформированного твердого тела. Кратко молярная энергия деформированного твердого тела.
4. \(Gr,\; Дж/моль\) - структурно- энергетический молярный параметр (потенциал) энергии прочности идеальных корневых структурных связей или молярная энергия микроскопического движения квазичастиц прочности деформированного твердого тела, при необратимом разрушении корневых идеальных атомных связей. Параметр \(Gr\) и коэффициент Журкова \(\gamma\) связаны зависимостью:
\(\begin{equation}Gr = E\gamma\end{equation}\)
\(Gr(t),\; Дж/моль\) - функция структурно-энергетического параметра деформированного твердого тела от времени \(t\) по одной компоненте тензора главных напряжений.
5. \(Gr_{o},\; Дж/моль\) - Начальное значение корневого структурно-энергетического потенциала молярной энергии \(Gr(t=0)\) . Характеризует физические свойства прочности, долговечности материала после отвердевания, кристаллизации.
Теоретическое значение молярной энергии макроскопического объема материала, при условии \(\sigma = E\; \sigma = const\; T= const\). Начальное структурно-энергетическое физическое свойство прочности не поврежденного материала. Характеризует данное структурно-энергетическое состояние материала в начальный момент времени приложения напряжений \(\sigma = E,;\ t =0\). Параметр зависит от физико-механических свойств материала, методов механической обработки, упрочнения, отжига и т.п. (состояние поставки).
Для изотропного материала в начальный момент времени:
\(\begin{equation}Gr_{o}= Gr_{1}= Gr_{2}= Gr_{3}\end{equation}\)
6. \(\gamma_{o},\; м^{3}/моль\). Структурно чувствительный параметр в кинетической концепции прочности С.Н. Журкова. Экспериментально определяемая величина. Молярный локальный граничный теоретический объем квазичастиц прочности в деформированном твердом теле при условии \(\sigma = E\).
7. \(\gamma(t, \gamma_{o}, \sigma, T)\; м^{3}/моль\)- структурно чувствительная функция состояния молярной плотности корневых квазичастиц материала. Функция корневого молярного объема квазичастиц.
8. \(\) - скорость необратимого изменения молярной плотности корневых квазичастиц.
9. \(r\left ( t,\sigma ,T \right )\; моль/м^{3}\) - молярная плотность корневых квазичастиц. Величина обратная структурно чувствительной функции \(\gamma\). \(r_{o}\) - начальное значение структурной молярной плотности корневых квазичастиц.
10. \(I_{R}\; моль/м^{3}\times c\) - абсолютная скорость необратимого разрушения корневых квазичастиц, количество молей корневых квазичастиц необратимо разрушающихся в единице объема деформированного тела твердого тела за единицу времени. Эта величина определяет абсолютную скорость необратимого формоизменения (пластических деформаций), накопление микроскопических разрушений, повреждаемость, теплообразование, отражает абсолютный результат уменьшения количества идеальных структурно-энергетических связей в деформированном твердом теле.
\(\begin{equation}I_{R}= {r}'\left ( t \right )= \frac{\partial r}{\partial t}= -\frac{{\gamma }'_{r}}{\gamma _{r}^{2}}\; моль/м^{3}\times c\end{equation}\).
11. \(I_{r}\; 1/c\) - относительная скорость необратимых разрушений корневых квазичастиц, или относительная скорость необратимого изменения молярной плотности корневых квазичастиц. Количественная мера способности деформируемого твердого тела (материала) накапливать необратимые разрушения (повреждения) идеальных атомных связей за единицу времени.
\(I_{r}\) - in re (« Ин-ре»), на деле, в переводе с латинского языка. Это физическая характеристика относительной скорости накопления необратимых изменений в деформированном твердом теле или повреждаемости, определяется для достигнутого уровня параметров \(\sigma, T\).
\(\begin{equation}I_{r}= \frac{{r}'(t))}{r(t))}= \frac{{\gamma }'_{r}}{\gamma _{r}},\; 1/c\end{equation}\).
Из физического смысла величины \(I_{r}\) следует
\(\begin{equation}\bar{\varepsilon }_{r}\left ( t \right )= \int_{t}^{ }I_{r}\mathbf{d}t\end{equation}\)
\(\bar{\varepsilon }_{r}\)- суммарные истинные необратимые деформации, для одноосного деформирования.
12. \(I_{RG}\)- модуль абсолютной скорости активации разрушения твердых тел – инре характеристика материала, абсолютная скорость разрушений материала определяется для одноосного напряжения растяжения \(\sigma_{G}\)\) .
\(I_{RG}\) - абсолютная инре характеристика, скорость разрушения корневых квазичастиц прочности материала. Значение для \(I_{rG}\) для \(t= \tau _{o}\approx 0\) (начальный момент).
13. \(\sigma_{G}\)\) - напряжения одноосного растяжения, долговечность (время до разрыва образца) \(\tau _{G}= 31.536\times 10^{6}c\), (1 год). \(\sigma = const,\; T= 20^{\circ}C\).
14. \(I_{rG}\) - относительный модуль начальной скорости разрушения квазичастиц прочности материала, определяемый для значения напряжений величиной \(\sigma_{G}\), в начальный момент приложения нагрузки \(t= \tau _{o}\approx 0\).
15. \(\tau _{0},\, c\). Характерный период коллективных, ассоциированных тепловых колебаний атома в объеме твердого тела по Дебаю .
16. \(\tau _{ro},\, c\) - характеристический период разрушительных ассоциированных флуктуаций или характеристическое время релаксации равновесного состояния в элементарном молярном объеме в составе макроскопической равновесной системы. Время процесса релаксации, длительности акта восстановления равновесного состояния в элементарном молярном физическом объеме идеального газа или твердого деформированного тела, то же характеристический период следования разрушительных флуктуаций в элементарном молярном объеме.Характеристическая частота разрушительных флуктуаций = .
17. \(\tau _{*},\, c\) Время до хрупкого разрушения образца материала (долговечность) при одноосном растяжении , , метод С.Н. Журкова.
18. \(\tau _{G}= 31.536\times 10^{6}c\), (1 год) - нормированная статическая долговечность, время до разрушения образца материала растяжением в условиях: \(\sigma = const\; T= const\; T= 20^{\circ}C\).
19. \(U_{o}\; J/mol\)- энергия активации разрушения твердого тела. Теоретическая величина молярной энергии необходимая для хрупкого разрушения микроскопически анизотропного твердого тела за время \(\tau _{o}= 1\cdot 10^{-13}c\),
20. \(\bar{\mathrm{v}}_{r}= \frac{Sh}{N_{A}}\; м^{3}/ед.\) элементарный молярный объем. \(N_{A}\) - число Авогадро.
21. \(\bar{\mathrm{w}}_{r}= \frac{W_{L}}{N_{A}}\; Дж/ед.\) - элементарная молярная энергия квазичастицы прочности (аналог химический потенциал молярной энергии или энергии Гиббса в статистической термодинамике).
22. \(\sigma _{\alpha }\; N/m^{2}\) эквивалентные температурные напряжения. Теоретическая величина макроскопических напряжений одноосного растяжения, плотность энергии которых эквивалентна плотности рассеянной энергии микроскопических деформаций, возникающей за счет различия коэффициентов температурного расширения и анизотропии свойств микроскопических структурных составляющих прочного конгломерата твердого тела.
23.\(W_{\alpha}\; J/m^{3}\) плотность энергии эквивалентных температурных напряжений.