Техническая реализация. 
Описание процессов разрушений в твёрдых телах

Некоторые варианты технической реализации процесса хрупкого разрушения:

• 1. Статическая нагрузка
• 2. Вибрационное разрушение
• 3. Динамическое разрушение сосредоточенной нагрузкой

Применение эффекта

Во всех случаях (за исключением специальных технологий — дробления, измельчения) любое разрушение материалов и конструкций приводит к негативным последствиям. Хрупкое разрушение проявляется внезапно и развивается лавинообразно, неуправляемо.

Критические значения напряжений, соответствующих разрушающим деформациям, для конструкционных материалов, проявляющих склонность к разрушению по хрупкому типу, устанавливают путем прочностных испытаний с учетом режимов нагружения, термодинамических условий и т. п.

Вязкое разрушение

Вязким называют разрушение, сопровождающееся развитием заметных пластических деформаций. Такой характер разрушения наблюдается при высокой температуре, высоком внешнем давлении, некоторых видах сложного напряженного состояния, малоцикловой усталости. В любом случае разрушение не является мгновенным критическим событием. Разрушение — это процесс накопления повреждений, происходящий во времени и в пространстве. Заканчивается этот процесс потерей несущей способности из-за потери сплошности.

Площадь поперечного сечения с течением времени стремится к нулю. Фактически при очень больших деформациях равномерное растяжение становится неустойчивым и в каком-то из сечений образуется шейка.

Если напряжения превышают у0 (где у0 — уровень напряжений), то разрушение происходит вязкое. При напряжениях, меньших, чем у0, разрушение происходит хрупко.

Классическая гипотеза прочности Кулона причиной возникновения текучести и вязкого разрушения считает наибольшее касательно напряжение. Это положение впервые было сформулировано Ш. Кулоном в 1773 г. Условие предельного состояния текучести имеет вид:

у1 — у3 = уТ, (3).

где уТ — предел текучести материала при одноосном напряженном состоянии.

Для условия вязкого разрушения при больших деформациях в правой части критерия (3) принимают напряжение в момент разрыва при одноосном растяжении. Недостатком критерия (3) является неучет главного напряжения.

В классической гипотезе И. Максвелла (1856 г.) — Р. Мизеса (1913 г.) причиной текучести или объемного вязкого разрушения в окрестности рассматриваемой точки считает энергию изменения формы.

Условия применимы только для чистых металлов (железа, меди, свинца, алюминия, никеля) и некоторых малоуглеродистых мягких сталей. Поскольку эти условия нашли широкое применение в теории пластичности, то эти гипотезы носят название гипотез пластичности.

Классические гипотезы пластичности имеют два существенных недостатка. Во-первых, они не учитывают разного сопротивления одноосному растяжению и сжатию, о чем свидетельствуют многочисленные опытные данные зарубежных и российских ученых. Во-вторых, они не учитывают влияние шарового тензора, в то время как опыты показывают, что предельное сопротивление зависит от вида напряженного состояния, а гидростатическое давление способствует повышению прочности и пластичности твердых тел.