Концепция критической плотности энергии в моделях разрушения твердых тел

• Дата: 2001
• Автор: Мешков, Ю.Я.
• Формат: Стаття
• Мова: Russian
• Опубліковано: Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України 2001
• Назва видання: Успехи физики металлов
• Онлайн доступ: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/133376
• Назва журналу: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Цитувати: Концепция критической плотности энергии в моделях разрушения твердых тел / Ю.Я. Мешков // Успехи физики металлов. — 2001. — Т. 2, № 1. — С. 7-50. — Бібліогр.: 32 назв. — рос.

В работе развивается новая энергетическая концепция разрушения твердых тел (ТТ), основанная на критериях критической плотности упругой энергии в очаге разрушения pс, для трех масштабных уровней процесса — атомного, микроскопического и макроскопического. В обосновании критериев положена эмпирически наблюдаемая закономерность о пропорциональном соотношении между приращениями объема ТТ и потенциальной энергии межатомных связей при механическом растяжении (в нелинейной области упругих деформаций) и тепловом нагревании твердых тел. Коэффициентом пропорциональности является параметр плотности энергии межатомных связей p₀=Qc/V₀ (Qc— энергия сублимации, V₀ — молярный объем при 0 К). Эта закономерность названа принципом сохранения плотности потенциальной энергии в приращенном объеме (ПСППЭ), исходя из которого в работе получены простые соотношения для вычисления целого ряда фундаментальных механических и тепловых характеристик — коэффициента термического расширения, модулей Юнга, сдвига и всестороннего сжатия, энергии сублимации, предельной (теоретической) прочности на отрыв и сдвиг, постоянной Грюнайзена, поверхностной энергии и др. Все критерии критической плотности энергии содержат константу p₀p₀ и в частном случае материала, содержащего предельно острые нанотрещины, приводят к критерию, аналогичному критерию Гриффитса, однако с уточненным (в 6 раз большим) показателем энергозатрат, достаточных для обр азования свободной поверхности. Показано, что новый критерий является единым для разрушения как идеально хрупких тел, так и для квазихрупких материалов, чем принципиально отличается от классического критерия Гриффитса.