Міцність - тверде тіло - Велика Енциклопедія Нафти та Газа

Міцність – тверде тіло

Міцність твердих тіл - величина, пропорційна їхній поверхневій енергії. Тому будь-яке зниження поверхневої енергії твердого тіла зменшує його міцність. [1]

Міцність твердого тіла обумовлена силами зчеплення між окремими частинками. При деформації тіла, викликаної дією прикладених щодо нього зовнішніх сил, величини внутрішніх сил змінюються. Надалі щодо внутрішніх сил будемо мати на увазі не їх абсолютні значення, а лише ті зміни, які викликані діючими на тіло навантаженнями. У разі зростання зовнішніх сил збільшуються і внутрішні сили, але лише до певної межі, при перевищенні якої настає руйнація. Це граничне значення внутрішніх сил залежить від фізико-механічних властивостей матеріалу даного тіла. [2]

Міцність твердого тіла обумовлена силами зчеплення між окремими частинками. При деформації тіла, викликаної дією доданих щодо нього зовнішніх сил, внутрішні сили змінюються. [4]

Міцність твердих тіл характеризується величиною граничної напруги, яка може бути створена в небезпечному перерізі тіла. [5]

Міцність твердого тіла, що має ідеальну кристалічну структуру, називаєтьсятеоретичною і може бути розрахована. Виміряна практично реальна ( технічна) міцність кристалів у сотні і тисячі разів менше теоретичної. Фізиками було зроблено припущення, що кристалічна структура твердих тіл недосконала. Пізніше це припущення підтвердилося електронно-мікроскопічні спостереження. Недосконалості кристалічної структури включають теплові коливання, точкові, лінійні та поверхневі дефекти. [6]

Міцність твердих тіл є результатом сил зчеплення між атомами, що становлять тіло. Природа цих сил ідентична з природою сил хіміч. Однак спостерігається насправді міцність матеріалів має значення в багато разів менші, ніж ті, які слід було б очікувати, якщо виходити з теоретично обчислюваних величин між атомного зчеплення, з одного боку, і величин напруга, що знаходяться за правилами опору матеріалів або теорії пружності, з іншого. Значення напруги, одержувані розрахунком за методами цих дисциплін, що виходять у своїй побудові з гіпотези ідеальної однорідності та пружності тіла, повинні розглядатися лише як деякі статистич. При цьому від середніх значень можливі великі відхилення або перенапруги. [8]

Міцність твердих тіл є наслідком наявності сил взаємодії між частинками, у тому числі складається тіло. В інженерній практиці під міцністю матеріалів розуміють їх здатність чинити опір руйнуванню, а в більш широкому значенні і здатність чинити опір наступу пластичної деформації. Кількісно міцність оцінюють напругою, при якій настає руйнаціяматеріалу. Теоретична - така собі міцність, обчислена в припущенні одночасного миттєвого розриву частинок тіла, в десятки і сотні разів вище реальної міцності полікристалічних тіл, якими є більшість металів. Насправді порушення зв'язків йде поступово і розрив часток відбувається неодночасно, тому міцність не тільки є властивістю матеріалу, а й залежить від розмірів та формул зразка, а також від властивостей та дії пристрою, що навантажує. [9]

Міцність твердих тіл залежить від порушень їх суцільності: тріщин, мікропорор, скупчень дислокацій та інших зародків процесу руйнування. При невеликих концентраціях зародків, малих у порівнянні з довжиною хвилі, лінійні акустичні характеристики (загасання та швидкість звуку) зазвичай малочутливі до дефектів структури. Навпаки, нелінійність структурно-неоднорідних матеріалів може набагато (на два-три порядки) перевищувати їхню звичайну молекулярну нелінійність. [11]

Міцність твердого тіла можна розрахувати теоретично. Для цього необхідно знати структуру кристала та характер сил, що діють між частинками, що знаходяться у вузлах кристалічних ґрат. По суті така задача може бути вирішена лише у разі ідеального монокристалу. [12]

Міцність твердих тіл обумовлена електричними силами взаємодії атомів та іонів. [13]

Міцність твердих тіл пояснюється силами молекулярного тяжіння. [14]

Трактуючи міцність твердих тіл як опір їхньому механічному руйнуванню, Шрейнер36 визначає твердість як місцеву міцність на вдавлювання з відповідним даним видом деформації характером напруженого стану. [15]