Механика разрушения тел 1

[nikitayev]

Вчера мы рассмотрели основные характеристики зон излома. Немного дополнений и мы перейдем к рассмотрению ударного и компрессионного изломов.

Зона разрыва

 

 

- Зона разрыва ограничена одной или двумя вторичными трещинами, отходящими по параболической траектории

 

- Площадь зоны разрыва при компрессии больше чем при динамическом нагружении

 

- При увеличении зона разрыва на хрупком изломе мелкозернистая, что обусловлено гранями зерен, на вязком изломе без блеска волокнисто-матовая

 

- В зоне первичного разрыва выделяют очаг первичного разрушения, который состоит из микрофокусов излома, которыми являются остеоны с открытыми гаверсовыми каналами

Зона распространения перелома

 

 

- Плоскость зоны наклонена под углом около 45 град.к оси кости

 

- Вектор магистральной трещины составляет здесь около 45 град с осью кости, чем и обусловлена ее параболическая траектория на данном участке

 

- Микроскопический рельеф данной зоны обусловен слиянием микротрещин образовавшихся в результате сдвига, а макрорельеф раскрытием магистральной трещины в результате растяжения.

- Рубцы имеют радиальную направленность и по мере удаления от зоны первичного разрыва сменяются ступеньками

 

*

Зона разрыва справа. 1- радиальные рубцы, 2 ступеньки. Хрупкий излом

 

 

 

 

*

Ступеньки, свободный край в виде овала направлен в сторону долома. Хрупкий излом

 

 

Механизм образования ступенек представлен на следующей схеме:

 

 

 

Образование ступенек связано с тем, что трещина может распространяться сразу по нескольким кристаллическим плоскостям, а потом они сливаясь либо за счет скола, либо за счет сдвига образуют ступеньки, ступеньки в свою очередь сливаясь образуют речной узор. Ступеньки также могут образоваться при столкновении трещины с винтовой дислокацией.

 

____________________________________________________________________________________________

 

источник:

*Клевно В.А. "Морфология и механика разрушения ребер", 1994

[nikitayev]

ИЗЛОМ ПРИ УДАРНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ

 

 

 

 

- Ровные прямоугольные кромки излома на уровне зоны первичного разрывая

- Мелкозернистая блестящая поверхность с элементом ямочного вырыва

- Зона ограничена вторичными косыми трещинам

- Площадь зоны разрыва меньше половины полуокружности сечения кортикальной пластинки

- Ячейки (фокусы) разрыва представляют собой разорванный остеон по типу "чашка -конус"

- Чашку окружает только одна! круговая борозда проходящая по цементной линии

- от гаверсова канала идут радиальные рубцы

 

*

Хрупкий излом при динамическом нагружении. 1- зона разрыва с разрушенными остеонами (а) по типу "чашечка -конус"

 

 

 

б - вторичные трещины; 2 - зона распространения в - грубые рубцы, г - косо сколотые остеоны, д - ступеньки; 3- зона долома (е - крупные гребни с остеонами сколотыми в двух плоскостях)

 

*

Микрофокусы разрушения 1 - остеон разорванный по типу чашечка-конус, 2- радиальные рубцы

 

 

 

 

*

 

схема разрушения остеона по типу чашечка-конус

продолжение следует...

 

___________________________________________________________________________________________________________________

 

источник

* Клевно В.А. "Морфология и механика разрушения ребер", 1994

[nikitayev]

Столкнулся с такой проблемой - на исходе лимит памяти для иллюстраций. Подскажите как быть? Многое хочется еще сообщить, значительно больше чем выложил, уж так получилось, разошелся. Заранее спасибо!

[Hohol]

ага, если возникают технические проблемы, пишите мне в том числе

[nikitayev]

Сегодня мы с Вами заканчиваем рассмотрение очередного раздела, потом будет небольшой перерыв, после чего опять вернемся к обсуждению и окунемся в мир дислокаций.

[nikitayev]

В последнем сообщении мы посмотрели как буде выглядеть зон первичного разрушения при ударном нагружении. Теперь взглянем на зону распространения и зону долома:

Зона распространения перелома

 

 

- Протяженность зоны превышает зону разрыва, тем больше чем больше скорость удара

- Поверхность излома шероховатая содержит следующие элементы:

 

Продольные рубцы -грубые;

Ступеньки - имеют терассовидный характер в направлении разрушения. Свободный край их овально вогнутый в направлении разрушения

 

- Остеоны сколоты в одной плоскости

 

Все это мы уже видели на рисунках в сообщении № 207

[nikitayev]

Зона долома

 

 

- Протяженность зоны долома приблизительно соответствует размеру зоны разрыва.

- Поверхность излома состоит из двух-трех крупных гребней, ориентированных по нормали к очагу первичного разрушения.

- Остеоны сколоты, выявляются на вершинах и скосах гребней.

- В прикраевых участках элементы хрупкого разрушения в виде сколов, выкрашивания.

*

Хрупкий излом, зона долома. Гребни и уступы.

*

Хрупкий излом, зона долома. Косо сколотый остеон на скосе гребня.

___________________________________________________________________________________________________________________

источник:

* Клевно В.А. "Морфология и механика разрушения ребер", 1994

[nikitayev]

Сегодня мы завершаем раздел рассмотрением характеристик излома при компрессии.

Зона первичного разрушения

 

 

-Протяженность зоны больше 1/2 площади полуокружности поперечного сечения

- Поверхность излома визуально волокнистая, матовая, при небольших увеличениях ячеисто-волкнистая

- Несколько очагов первичного разрушения, которые имеют вид шипообразного вырыва и состоят из множества микрофокусов

- Каждый микрофокус - это остеон разорванный по типу послойного среза концентрических слоев. Вокруг центрального канала несколько концентрических борозд, между остеонами случайно расположенные волокна.

*

Вязкий излом. 1 зона разрыва, а -разорваннные остеоны по типу послойного среза, б - вторичные косые трещины; 2 зона распространения, в - тонкие рубцы, г косо срезанные остеоны, д - ступеньки; 3 - зона долома е - мелкие гребни состоящие из терассовидно разрушенных костных пластинок.

*

Микрофото зоны разрыва. Множество очагов разрушения - вязко разрушенных остеонов с серией круговых борозд и случайно расположенных волокон.

*

Механизм разрыва остеона при статическом нагружении

_________________________________________________________________________________________________________________

 

 

Источник:

* Клевно В.А. "Морфология и механика разрушения ребер", 1994

[nikitayev]

Зона распространения перелома

 

 

-Протяженность меньше зоны разрыва

- Поверхность состоит из продольных тонких рубцов и ступенек имеющих неподрытый терассовидный характер в направлении разрушения. Ступеньки имеют овально выпуклый край

- Остеоны косо срезаны в одной плоскости

 

*

 

Зона распространения перелома. Ступеньки с выпуклым закругленным свободным краем

Зона долома

 

- Протяженность зоны долома соответствует площади зоны разрыв

- Поверхность состоит из несокльких мелких гребней

- Остеоны с расслоенными стенками и радиальными растрескиваниями

- В прикраевых участках смятие отщеп

____________________________________________________________________________________________

 

источник:

* Клевно В.А. "Морфология и механика разрушения ребер", 1994

[nikitayev]

Итак, подводим итоги этого весьма интересного раздела :

 

 

все имеющиеся термины фрактографии применимы и к судебной медицине

фрактография позволяет нам изучая поверхность излома определять тип нагрузки, его относительные скоростные параметры, точку первичного разрушения, его направление.

мы рассмотрели лишь основные виды изломов, очень часто бывают более сложные их типы, но все они содержат рассмотренные нами основные элементы.

излом - лицо перелома и нужно смотреть прямо ему в глаза :Р/> До встречи!

[Hohol]

как так "До встречи"? А дальше ничего не будет? :Р/>

[ТМВ]

А дальше ничего не будет? :work1:/>

Меж.проч, человеку иногда и отдохнуть надо, съездить там куда-нить или напиться капитально (дня три) 8(/>

 

Что-то мне подсказывает, что это был эпиграф к многотомному Национальному Руководству по судебно-медицинской травматологии. :Р/> :)/>

[Hohol]

ну так и написал бы типа : "Скоро увидимся" или "Дайте отдохнуть, сволочи!" :Р/>

[nikitayev]

Да все будет нормально! Как решится вопрос с лимитом по иллюстрациям так и вернемся к обсуждению. Хотя сейчас действительно очень много работы, конференции, статьи и много чего другого, все совместить сложновато. По сути, то что мы рассмотрели до этого действительно можно назвать эпиграфом, просто расширенный обзор. А вот когда мы дойдем до волновых процессов, вот там и начнется самое интересное. Так что не прощаемся :Р/>

[Hohol]

УРРРАААААААААААА!

[for-for]

Да, это сильно!

А мы все ровные и обрывистые края ищем... :Р/>

[nikitayev]

пока решается вопрос с загрузкой иллюстраций, посмотрите небольшой старый видеоролик о трещинах:

 

http://www.youtube.com/watch?v=EyFfpjGUM78

[Edwin]

Уважаемый коллега Никитаев!

 

Очень интересная выжимка и лекция получилась. Планируем отметить данный топик как "золотой фонд форума". Отсюда у него будет особое место на форуме и он не потеряется в пучине других сообщений. Ради справедливости и предупреждения обвинений нас в плагиате мы считаем, что необходимо в соответствующих топиках дать ссылки на авторов текстов и фоток.

 

Многие действительно узнаются. Я, при всей моей короткой памяти и старческой забывчивости, и то узнаю материалы от В.А. Клевно и нашего Макса Кислова.

 

Если вы просто копировали для себя и теперь не знаете что и откуда пришло, то это не страшно. Мы готовы вам помочь с идентификацией авторских текстов и фото. Дайте нам знать и мы потихоньку подпишем авторов под цитируемыми вами местами.

 

Я думаю, что авторская компиляция только выиграет от корректного цитирования и сразу позволит читателю найти первоисточник.

[nikitayev]

Спасибо за внимание и подсказки, все фото и рисунки будут подписаны в ближайшее время. Сразу извиняюсь перед всеми авторами, чьи материалы были выложены в данном топике без соответствующих ссылок. Ваши работы мне очень помогли.

[nikitayev]

Пока у нас небольшой творческий перерыв, нужно поработать над другими проектами. Чтобы вы не скучали вкладываю ссылку на ВОТ ТАКИЕ КРАСИВЫЕ ФОТО!

http://www.featuresh...oding-galaxies/

http://beautifuldecay.com/2013/04/02/photos-of-plexiglas-pierced-by-bullets-resemble-exploding-galaxies/

[nikitayev]

Всем привет! Многие наверное уже подумали, что данный топик закрылся и канул в лето. Действительно, перерыв затянулся. Много проектов появилось после конференции в Черновцах, поэтому времени по сути в обрез. Но затронутые в данной ветке вопросы еще не разобраны до конца, точнее сказать ни конца ни края не видно. Поэтому продолжаем. Я буду стараться 1-2 раза в неделю выкладывать информацию. Также приглашаю заочно всех форумчан на международную конференцию, которая будет проходить в 2014 году в Алуште, дата проведения пока уточняется, приблизительно конец сентября- начало октября. Я со своими коллегами буду заниматься организационными вопросами, поэтому буду держать вас в курсе.

[nikitayev]

Начать следующий раздел нашего судебно-медицинского многотомного романа хотелось бы опять с немедицинского термина - ДИСЛОКАЦИЯ. Мы вначале данного топика уже говорили о ней, но наверное как-то уже позабылось. Сразу скажу, что информации по дислокациям в интернете можно найти массу, но я посоветовал бы книгу "Портрет трещины", мы о ней уже говорили. Более красочного и душевного описания вы вряд ли найдете. Здесь я приведу лишь краткий обзор.

[nikitayev]

Дислокация представляет собой всего лишь один из многих видов дефектов, точнее линейный тип дефекта. Говоря о дефектах, следует упомянуть и о других:

Классификация дефектов простых веществ

 

 

 

1. Тепловое движение атомов

2. Междоузельные атомы и вакансии

3. Примесные атомы

4. Границы кристалла

5. Поликристаллы

6. Дислокации

7. Статические смещения решетки вблизи дефекта

 

Говоря об этих дефектах, мы говорим конечно же о дефектах кристаллических решеток, припомним как они выглядят:

Единичные ячейки 14 типов пространственных решеток:

1 – триклинная простая; 2 – моноклинная простая; 3 – моноклинная базоцентрированная; 4 – ромбическая простая; 5 – ромбическая базоцентрированная; 6 – ромбическая объемноцентрированная; 7 – ромбическая гранецентрированная; 8 – гексагональная; 9 – ромбоэдрическая; 10 – тетрагональная простая; 11 – тетрагональная объемноцентрированная; 12 – кубическая простая; 13 – кубическая объемноцентрированная; 14 – кубическая гранецентрированная

 

 

Существенное влияние на повреждаемость оказывают несовершенства кристаллических решеток, называемые дислокациями. Форма, число и плотность дислокации могут оказаться не менее важными в механизме повреждаемости конструкций, чем макро- и микроструктура.

 

Примером дефектов кристаллической решетки является ВАКАНСИЯ – отсутствие атомов в узлах кристаллической решетки, «дырки», которые образовались в результате различных причин. Вакансия образуется при переходе атомов с поверхности в окружающую среду или из узлов решетки на поверхность (границы зерен, пустоты, трещины и т. д. ), в результате пластической деформации. Концентрация вакансий в значительной степени определяется температурой тела. Одиночные вакансии могут встречаться и объединяться в дивакансии. Скопление многих вакансий может привести к образованию пор и пустот.

Дислокация – это линейный дефект кристаллического строения, представляющий собой линии, вдоль и вблизи которых нарушено характерное для кристалла правильное расположение атомных плоскостей.

 

 

 

 

 

Краевая дислокация представляет собой линию, вдоль которой обрывается внутри кристалла край “лишней“ полуплоскости, как если бы вы вложили в книжку оборванный лист

 

 

 

Другой тип дислокаций был описан Бюргерсом, и получил название винтовая дислокация

Винтовая дислокация быть может получена при помощи частичного сдвига по плоскости Q вокруг линии EF. На поверхности кристалла образуется ступенька, проходящая от точки Е до края кристалла.

 

 

 

 

Винтовая дислокация не связана с какой-либо плоскостью скольжения, она может перемещаться по любой плоскости, проходящей через линию дислокации. Линии дислокаций не могут обрываться внутри кристалла, они должны либо быть замкнутыми, образуя петлю, либо разветвляться на несколько дислокаций, либо выходить на поверхность кристалла

 

 

Если материальное тело находится под нагрузкой, то дислокации могут двигаться, в полном смысле этого слова. Существует аналогия движения дислокаций передвижению дождевого червя и змеи . Они скользят по поверхности земли, перемещая свое тело частями, аналогично нашим представлениям о движении дислокаций. У дождевого червя участок, с которого начинается перемещение всего тела, находится у головы, у змеи – у хвоста, хотя оба передвигаются в одну сторону.

Еще один пример – тяжелый ковер, лежащий на полу, очень трудно сдвинуть, прикладывая к нему силу. Гораздо легче образовать сначала складку и передвигать ее, пока складка не схлопнется, дойдя до другого края ковра. Окончательным итогом в обоих случаях будет смещение всего ковра.

Скольжением дислокации называется ее движение по атомной плос­кости, параллельной вектору Бюргерса. Как правило, сколь­жение дислокации всегда сопровождается пластической деформацией материала. Переползание дислокации — это перемещение краевой дислокации по нормали к плоскости скольжения. Любое перемещение дислокации в материале может быть сведено к скольжению или переползанию. Этот процесс зависит от уровня дей­ствующих нагрузок и внутренней энергии деформирования

 

.

 

Плотность дислокации в значительной мере определяет пластичность и прочность материала

 

На сегодня все, почитайте Финкеля и тогда однозначно все в голове уляжется по полочкам. Для чего нам понадобятся дислокации? Дислокации участвуют в образовании микротрещин, с которых все и начинается.

Ближайшую неделю буду отсутствовать, еду на недельку в Святогорск с семьей, замаливать грехи. Как приеду, продолжим. Читайте "Портрет трещины, а с меня картинки. Всем удачи!

[nikitayev]

Всем привет! Я вернулся таки на Родину! Несколько слов о Святогорске - очень уютный маленький городок. Красивейшый монастырь, благодать и умиротворение. Природа...заглядение! Речка, лес, грибы и рыбалка! Так что всем рекомендую! Еще побывал в Соледаре - интереснейшая экскурсия с погружением в соляную шахту, футбол на соляном поле, километры соли и не менее сильная энергетика! Так что, подзарядился на весь год.

 

С новыми силами возвращаемся к разбору материала. Мы поговорили немного о дислокациях, теперь посмотрим как же зарождаются микротрещины, с которых и начинается процесс разрушения. После этого мы перейдем к целому разделу, где мы будем детально разбирать те виды трещин, о которых мы говорили - радиальные, кольцевидные, медианную, боковые, которые, по сути, и определяют макроморфологию разрушения.

[Hohol]

опять садимся за виртуальные парты!!