УДК 539.3
А. А. В а л и ш и н, Т. С. С т е п а н о в а,
Э. М. К а р т а ш о в
ОБОБЩЕННЫЙ ПРИНЦИП
СУПЕРПОЗИЦИИ ВНУТРЕННИХ
ПОВРЕЖДЕНИЙ ПРИ РАЗРУШЕНИИ
ПОЛИМЕРНЫХ И КОМПОЗИЦИОННЫХ
МАТЕРИАЛОВ
Разрушение материала рассматривается как процесс накопления
во времени внутренних микроповреждений. Введено понятие памя-
ти материала о нанесенных ему повреждениях. Для материалов с
произвольным видом памяти сформулирован обобщенный принцип
суперпозиции повреждений.
E-mail:
Ключевые слова
:
температурно-временная зависимость прочности, обоб-
щенныйпринцип суперпозиции, интегральная функция поврежденности.
Реальные полимерные и композиционные материалы — это суще-
ственно неоднородные материалы. В широком смысле слова, любой
современныйматериал является неоднородным композитом, посколь-
ку в нем присутствуют различные фракции, компоненты, наполнители,
трещины, другие макро- и микродефекты и т.д.
Разрушение неоднородных материалов локализовано в наиболее
слабых местах (в вершинах трещин, в слабых местах структуры и др.).
Процесс накопления локальных разрушенийразвивается во времени
до некоторого критического состояния, когда изделие разрушается или
теряет способность выполнять свое назначение. Именно накоплени-
ем внутренних поврежденийво времени обусловлено фундаменталь-
ное явление температурно-временнойзависимости прочности (ТВЗП).
Экспериментально установлено [1], что ТВЗП присуща практически
всем материалам, но проявляется по-разному в разных, прежде всего,
температурных диапазонах, т.е. “степень проявления” ТВЗП опреде-
ляется, прежде всего, температуройиспытания или эксплуатации. Для
многих полимерных материалов температурныйдиапазон эксплуата-
ции лежит в области нормальных температур, не слишком далеких от
комнатной. В этом диапазоне определяющим для разрушения является
ТВЗП. Наиболее полно ТВЗП исследована в статических испытаниях
при постоянном одноосном растягивающем напряжении и постоянной
температуре [1]. К настоящему времени экспериментально установле-
ны четыре статические модели ТВЗП, выражаемые формулами Журко-
ва, Регеля–Ратнера, Ратнера, Бартенева [1–3]. Однако ТВЗП проявля-
ется и при любых динамических испытаниях, как при простом, так
и при сложном напряженном состоянии. Именно динамические, т.е.
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2012. № 2
107
