Puterea teoretică și reală a metalului

Calculul teoretic al rezistenței unui cristal a fost efectuat mai întâi de către J. Frenkel. Baza a fost un model simplu de două rânduri de atomi, care se schimbă relativ unul sub altul sub acțiunea tensiunii tangențiale m (Figura 5.1). Se presupune că atomii din rândul superior se mișcă relativ la cel inferior ca unul simultan. Un astfel de mecanism este numit de obicei o schemă de forfecare.







Puterea teoretică și reală a metalului
În Fig. 5.1. Spațierea interplanar (distanța dintre rânduri) este considerată egală cu a, iar distanța dintre atomi în direcția de alunecare este b. Sub acțiunea tensiunii de forfecare x rânduri atomice sunt deplasate unul față de altul, care se încadrează în poziția de echilibru la puncte, cum ar fi A și B, în cazul în care tensiunea de forfecare necesară pentru a menține această configurație este zero. Această tensiune este zero și, de asemenea, în cazul în care atomii sunt situate în ambele rânduri exact deasupra reciproc la pozițiile C și D. În intermediar de tensiune pozițiile are niște valori finite, care sunt schimbate periodic în grila ecranului. Dacă sub acțiunea forței de forfecare deplasarea este x, atunci tensiunea va fi o funcție periodică a lui x cu perioada b. În forma cea mai simplă, această dependență poate fi reprezentată ca o curbă sinusoidală (a se vedea figura 5.1):






x = ksm (2nx / b). (5.1)

Pentru deplasări mici, x = klnx / b. Folosind Legea lui Hooke, magnitudinea stresului de forfecare poate fi reprezentată într-o altă formă: m = Gx / a, unde G este modulul de forfecare; x / a este deformarea forfecării.
Dacă echivalăm expresiile de mai sus pentru x, atunci; x = Gb / lmi; Înlocuind această valoare a lui x în (5.1), obținem:
x = ksin (2nx / b)

Pentru deplasări mici, x = klnx / b. Folosind Legea lui Hooke, magnitudinea stresului de forfecare poate fi reprezentată într-o altă formă: m = Gx / a, unde G este modulul de forfecare; x / a este deformarea forfecării. Calculele suplimentare nu vor fi date.

Dacă presupunem că a = b, atunci tensiunea critică teoretică de forfecare este aproximativ egală cu G / 2n. De exemplu, pentru cristalele de cupru G = 46 LLC MPa, prin urmare, valoarea teoretică este m = 7320 MPa. În același timp, pentru cristalele de cupru reale, rezistența la forfecare observată este de numai 1,0 MPa. Astfel, valoarea teoretică a puterii este de câteva ordini de mărime mai mare decât valoarea reală.

Rafinarea calculul de mai sus, prin utilizarea mai aproape de realitate legea periodică schimbă în funcție de t x conduce la exprimarea TCR = G / 30 (calculul McKenzie), care depășește, de asemenea, cu mai multe ordine de rezistență la forfecare reală.

Argumentele analoage pot fi făcute în cazul în care, ca urmare a acțiunii forțelor normale, legăturile interatomice pentru două rânduri de atomi sunt rupte simultan și se creează o fisură. Munca petrecută pentru distrugere este cheltuită pentru crearea a două noi suprafețe, care au o suprafață de energie de an. Puterea teoretică a unui cristal ideal, determinată de condiția egalității muncii de detașare a două rânduri de atomi și de energia de suprafață formată în această fisură.

Materialele de rezistență reale de mai multe ordine de mărime mai mică decât valorile de rezistență teoretice. Explicarea diferențelor putere materialului teoretic și real permite teoria defectelor structurii cristalului permis să dezvăluie esența fenomenelor care apar în timpul deformării plastice și setați natura fizică a ductilitatea și rezistența metalelor și aliajelor acestora.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: