Прочность и разрушение твердых тел

Перед современной перерабатывающей промышленностью, (измельчительными установками) поставлена задача – множество твердых материалов с различными свойствами и исходной крупностью частиц размолоть до заданной дисперсности, характеризуемой величиной удельной поверхности материала. В соответствии с сопротивляемостью механическому разрушению различают твердые, средней твердости и мягкие материалы, а в зависимости от достигаемой крупности получаемого в процессе измельчения материала различают крупное, среднее, тонкое, сверхтонкое и коллоидное измельчение, согласно последовательному распределению крупности получаемых конечных продуктов. В соответствии с указанной классификацией получаемых продуктов, разработана целая серия измельчительных машин, различающихся по виду, силе и скорости механических воздействий и, таким образом, обеспечивающими получение материалов с необходимыми качествами с учетом его свойств. Различные Прочность и разрушение твердых тел ПРОЧНОСТЬ твёрдых тел, в широком смысле — свойство тв. тел сопротивляться разрушению (разделению на части), а также необратимому изменению формы (пластич. деформации) под действием внеш. nike air max ltd нагрузок. В узком смысле — сопротивление разрушению. В зависимости от материала, вида напряжённого состояния (растяжение, сжатие, изгиб и др.) и условий эксплуатации (темп-pa, время действия нагрузки и др.) в технике приняты разл. меры П. (предел текучести, вре-. менное сопротивление, предел усталости и др.). Разрушение тв. тела— сложный процесс, зависящий от мн. факторов, поэтому величины, определяющие П., явл. условными. Физическая природа прочности. П. тв. тел обусловлена в конечном счёте силами вз-ствия между атомами или ионами, составляющими тело. Напр., сила вз-ствия двух соседних атомов (если пренебречь влиянием окружающих атомов) зависит лишь от расстояния F Рис. 1. Зависимость силы взаимодействия двух атомов от расстояния между ними (рис. 1): При равновесном расстоянии го~О,1 нм (1 А) эта сила равна нулю. При меньших расстояниях сила положительна и атомы отталкиваются, при больших — притягиваются. nike air huarache femme На критич. расстоянии гк сила притяжения по абс. величине максимальна и равна. Рт. Напр., если при растяжении цилин-дрич. стержня с поперечным сечением Sa действующая сила Р, направленная вдоль его оси, такова, что приходящаяся на данную пару атомов внеш. сила превосходит макс, силу притяжения FT, то атомы беспрепятственно удаляются друг от др-уга.1 Однако, чтобы тело разрушилось вдоль нек-рой поверхности, необходимо, чтобы все пары атомов, расположенные по обе стороны от рассматриваемой поверхности, испытывали силу, превосходящую FT. Напряжение, отвечающее силе FT, наз. теор. прочностью на разрыв атт»0,1 Е, где Е — модуль Юнга). Но на опыте наблюдается разрушение при нагрузке Р*, к-рой соответствует напряжение а= = P*/S., в 100—1000 раз меньше сгт. Расхождение теор. П. с действительной объясняется неоднородностями структуры тела (границы зёрен в поликрист. материале, посторонние включения и др.), из-за к-рых нагрузка Р распределяется неравномерно по сечению тела. Механизм разрушения. Если на участке поверхности S малых размеров (но значительно превышающем сечение одного атома) локальное напряжение окажется больше ат, вдоль этой площадки произойдёт разрыв. Края разрыва разойдутся на расстояние, большее гк, на к-ром межатомные силы уже малы, и образуется трещина (рис. 2). Зарождению микротрещин при напряжении ниже сгт способствуют термич. флуктуации. Локальные напряжения особенно велики у края образовавшейся трещины, где происходит концен-■ трация напряжений, причём они тем больше, чем больше её размер. Если этот размер больше нек-рого критич. гс, на атомы у края трещины действует напряжение, превосходящее’ ат, и трещина растёт дальше по всему сечению тела с большой скоростью — наступает разрушение. гс Рис. 2. Трещина Гриффита. Стрелки указывают направление растяжения, заштрихована область, в к-рой сняты напряжения. определяется из условия, что освободившаяся при росте трещины упругая энергия материала покрывает затраты энергии на образование новой поверхности трещины: гс^Еу1а2 дефектов в кристаллах, обычно испытывают перестройки, при к-рых локальные напряжения уменьшаются («релаксируют»). В результате происходит необратимое изменение формы тела — пластич. деформаци* ей та»кже способствуют термич. флу* туации. Разрушению всегда предпн ствует большая или меньшая плас тич. деформация. Поэтому при оценк гс в энергию у должна быть включен; работа пластич. деформации уР, к-pai обычно на неск. порядков болып истинной поверхностной энергии у Если пластич. air max 90 essential деформация велика н только вблизи поверхности разруше ния, но и в объёме тела, то разруше ние вязкое. Разрушение без,за метных следов пластич. деформацш наз. хрупким. Характер разру шения проявляется в структуре по верхности излома. В крист. телаз хрупкому разрушению отвечает ckoj по кристаллография, плоскостям спай ности, вязкому — слияние микрону стот и скольжение. При низкой темп ре разрушение преим. хрупкое, прр высокой — вязкое. Темп-pa переход* от вязкого к хрупкому разрушении наз. критич. темп-рой хладноломкости. Поскольку разрушение есть процесс зарождения и роста трещин t пор, оно характеризуется скоростьк или временем т от момента приложения нагрузки до момента разрыва, т. е. долговечностью материала. Исследования’многих крист. и аморфных тел показали, что в широком интервале темп-р Т (по абс. шкале) и напряжений а, приложенных к образцу, долговечность при растяжении определяется соотношением: где τ0— прибл. равно периоду тепловых колебаний атомов в тв. теле (10 -12с), энергия Uo близка к энергии сублимации материала, активац. UGG Bottes объём V составляет обычно неск. Louboutin Pas Cher тысяч ат. Adidas Superstar Homme объёмов и зависит от структуры материала, сформировавшейся в процессе предварительной термич. и механич: обработки и во время нагружения, к=1,38•lO –16 эрг/град — постоянная Больцмана. При низких темп-pax долговечность, очень резко падает с ростом напряжения, так что при любых важных для практики значениях т существует почти постоянное предельное значение напряжения* ст», выше к-рого образец разрушается’ практически мгновенно, а ниже — живёт неограниченно долго. Это значение ст0 можно считать пределом прочности (см.. табл.). Время τ затрачивается на ожидание термофлуктуац. зарождения микротрещин и на их рост до критич. размера rс. Когда к образцу прикладывают напряжение σ, он деформируется сначала упруго, затем пластически, причём около структурных неоднородностей, имевшихся в исходном состоянии или возникших при пластической. nike pas cher деформации, возникают большие локальные напряжения (например, в кристаллах – в результате скопления дислокаций). В этих местах зарождаются микротрещины. Их концентрация может быть большой (например, в некоторых ориентированных полимерах до 10 15 трещин в 1 см3 . (см. с. 595 Физика. Большой энциклопедический словарь/ Гл ред. А. М. Прохоров. – 4-е изд. – М.: Большая Российская энциклопедия,1999.–944 с. nike air tn air Свойства любых материальных тел зависят от физических и химических процессов происходящих на их молекулярном уровне. Напряжение, необходимое для разрушения сцепления атомов при металлической связи, т. е. напряжение разрушения sth, соответствует максимальному значению силе взаимодействия F=. Путем ряда преобразований Т. Екобори получено: sth = , где тела, не имеющего дефектов, относительно нижней его половины, необходимо приложить к этому телу сдвиг… напряжения, равные теоретическим Факторы, влияющие на показатели процесса струйного измельчения (степень сокращения размеров, производительность, затраты энергии, износ конструктивных элементов) 1.Факторы, обусловленные свойствами измельчаемого материала: dисх – максимальная крупность частиц исходного материала, мм; dni — распределение частиц по размерам; dгот — размер зерен готового материала, мкм; rтв — плотность исходного материала, кг/м3 Нтв — прочностные свойства (прочность, твердость) исходного материала; W — влажность материала, %; 2. Факторы, обусловленные технологией: Mтв — производительность по исходному, кг/час; Qрт — объемный расход рабочего тела, м3/час; T0, P0 –начальные параметры рабочего тела, соотв-но температура, 0С и давление,мПа; rрт — плотность рабочего тела, кг/м3; mрт — динамическая взкость рабочего тела, 3. Adidas Yeezy Факторы, обусловленные конструкцией дезинтегратора. Dс — диаметр сопла, мм; Dрт — диаметр разгонной трубки, мм; Vпк — объем помольной камеры, м3; Vкл — объем классификатора, м3; Lрт — длина разгонной трубки. Факторы, определяющие физико-химические свойства неорганических материлов. Наиболее фундаментальные физико-химические свойства твердых неорганических тел (фазовые превращения, электропроводность, … ) представляют собой результат коллективных взаимодействий атомов, находящихся в тесном контакте. Каждое коллективное свойство твердого тела первоначально зарождается при объединении минимального количества атомов в единую структуру (молекулу), получивших название кластеров.

Добавить комментарий