У меня есть ощущение, что это на самом деле довольно сложная проблема в деталях, поскольку я знаю, что проводится огромное количество исследований поведения материалов под нагрузкой, и я думаю, что то, как материалы разрушаются / растрескиваются, является полезным диагностическим инструментом.
В качестве отправной точки волны распространяются со скоростью звука в материале, то есть они являются механическими волнами. Трещины тоже распространяются со скоростью звука?
Другой связанный с этим вопрос: движутся ли трещины в твердом теле с постоянной скоростью? Очевидно, что трещина может образоваться и прекратить свое распространение, так что это может означать диссипацию некоторой амплитуды колебаний до тех пор, пока энергия не станет ниже точки, позволяющей разорвать связи / фрагментировать атомы (листы для некоторых твердых тел). Это также может означать, что трещина не ведет себя как волна и распространяется с непостоянной скоростью. Какой правильный?
Наконец, все ли твердые тела подчиняются одним и тем же правилам относительно скорости разрушения? Я имею в виду стекло, с которого, вероятно, не стоит начинать этот вопрос, потому что оно представляет собой аморфное твердое вещество (некоторые люди говорят, что это невероятно вязкая жидкость, но это похоже на семантику). Очевидно, что некоторые стекла треснут на большие куски, а некоторые разорвутся, как паутина. Являются ли эти процессы принципиально одинаковыми, но с разными микроскопическими деталями? И как трещина в стекле связана с чем-то более простым, например, с разрушением твердого тела из одного атома? Я не видел, чтобы это произошло, но, безусловно, это возможно.
Очевидно, там было довольно много вопросов, но они предназначались только для того, чтобы дать общее представление о типах вопросов, на которые было бы неплохо ответить. Может быть, вопрос на самом деле довольно простой, и одного ответа будет достаточно, или, может быть, он сложный, и есть несколько хороших ответов.
механика разрушения представляет собой сложную область, в которой почти нет характеристических уравнений, которые можно вывести из первых принципов. Вот несколько наблюдений:
самый простой случай - для совершенно хрупких материалов, находящихся под напряжением при растяжении, в которых распространение трещины происходит со скоростью звука в материале и является самораспространяющимся, когда поле накопленной энергии деформации, окружающее вершину трещины, содержит достаточно энергии, чтобы обеспечить необходимую энергию образования образующихся свободных поверхностей по мере продвижения вершины трещины в материале.
Однако все становится ужасно сложным, когда материал обладает пластичностью или вязкоупругостью, или анизотропен, или состоит из смеси фаз или микроструктур, или находится при повышенной или очень низкой температуре. вам нужно будет обратиться к тексту по материаловедению, посвященному механике разрушения, для получения руководства в любом из этих «интересных» случаев.
пользователь107153
пользователь137289