Свойства инструментальной керамики. Механические свойства.

27-03-2024

+++Энергетический и силовой подходы+++

---при более низких значениях коэффициента интенсивности напряжений---

Энергетический и силовой подходы не являются идентичными. Условие энергетической нестабильности трещины может достигаться при более низких значениях коэффициента интенсивности напряжений, чем Ки. В полученном интервале напряжений катастрофическое распространение трещины невозможно, хотя трещина термодинамически нестабильна и может расти под влиянием диффузионных или химических процессов. После подрастания трещины до критических размеров происходит быстрое разрушение. Этим объясняется явление усталости хрупких тел под нагрузкой. Критерий Гриффитса указывает нижний предел, при котором это явление может происходить.

Энергетический и силовой подходы становятся равнозначными, если вместо поверхностной энергии в формуле (1) принимается эффективная энергия разрушения G = 2у, определенная по результатам испытаний в условиях статического изгиба или растяжения. При схеме раскрытия по типу I данная энергия обозначается G� и может иметь в литературе другие варианты названия, например: критическая скорость высвобождения энергии. С использованием критерия Go формула (1) принимает вид

ос = VEGJ(nc).

Данная характеристика должна учитывать, кроме истинной поверхностной энергии, также все другие явления, происходящие при разрушении и способные повлиять на поглощение и рассеяние энергии внешних сил, совершающих работу разрушения. В частности, может быть учтена работа пластической деформации при квазихрупком разрушении, которое характерно, например, для спеченных твердых сплавов, имеющих пластичные прослойки между хрупкими зернами карбидов. В ряде случаев энергия, расходуемая на микропластические деформации, превосходит теоретически рассчитанную поверхностную энергию на 2—3 порядка. Однако и для тугоплавких соединений существует достаточно большое расхождение между теоретической и истинной энергией разрушения.

Связь между критериями хрупкого разрушения Кic и Gic определяется на основе сравнения формул (2) и (4) и может быть выражена в виде

Gic = KiJE.