Jump to content
Forensic medical forum
Судебно-медицинский форум

Archived

This topic is now archived and is closed to further replies.

nikitayev

Механика разрушения тел 1

Recommended Posts

Hohol

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

Share this post


Link to post
Share on other sites
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/> :)/>

Share this post


Link to post
Share on other sites
Hohol

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

Share this post


Link to post
Share on other sites
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/>

Share this post


Link to post
Share on other sites
Hohol

УРРРАААААААААААА!

Share this post


Link to post
Share on other sites
for-for

Да, это сильно!

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

Share this post


Link to post
Share on other sites
nikitayev

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

 

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

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

Share this post


Link to post
Share on other sites
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/

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

Share this post


Link to post
Share on other sites
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:

post-421-0-51059400-1381859628_thumb.png

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.

 

 

post-421-0-45925000-1381860979_thumb.png

 

 

 

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

 

post-421-0-17668600-1381861446_thumb.jpg

 

 

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.

 

post-421-0-80402400-1381861681.jpg

 

 

 

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

 

.post-421-0-15463000-1381862124_thumb.png post-421-0-14805400-1381862148_thumb.png post-421-0-40767300-1381862164_thumb.png

 

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!

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Hohol

опять садимся за виртуальные парты!!

Share this post


Link to post
Share on other sites
Vil
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.
С нетерпением жду.

Share this post


Link to post
Share on other sites
nikitayev

Как же появляется зародышевая микротрещина?

 

Выдающийся советский ученый Степанов А.В. первый выдвинул точку зрения, согласно которой без пластической деформации микротрещина образоваться не может. Эта точка зрения является и на сегодняшний день превалирующей. Но есть и второй вариант развития микротрещины.

На сегодняшний день различают два типа трещин. Одни идеально хрупкие, или так называемые, силовые трещины. Они возникают благодаря механическому силовому расщеплению слоев кристалла, что-то наподобие расслаиванию слюды, или отрыванию старых обоев. Отличительная особенность таких трещин – плавный изгиб поверхностей и схождение их в вершине трещины на одно межатомное расстояние.

Второй тип микротрещин- дислокационные. Процесс образования дислокаций имеет коллективный характер. В таком коллективе, как говорит Финкель, дислокации могут дружить, сосуществовать и даже враждовать. Если две дислокации находятся по одну сторону от экстраплоскости, то у них имеется две возможности – первая сосуществовать. Вторая связана с тем, что по мере сближения дислокаций их поля начинают взаимодействовать, препятствуя их дальнейшему схождению. Если таких дислокаций много, то наступает такой момент, когда они преодолевают сопротивление упругого поля и сливаются, порождая тем самым небольшую пустоту под крайними атомами. Именно эта пустота и есть источник микротрещины. На самом деле это процесс намного сложней. Срастание дислокаций возможно лишь при большом их количестве, примерно 200-500 в одной экстраплоскости, и к тому же еще ограниченных в своем движении, барьером может служить например граница зерна, инородное включение или другой большой дефект.В таких напряженных условиях и происходит процесс слияния дислокаций. Однако такого количества дислокаций обычно нет. Но трещина растет. За счет чего? За счет многих параллельных очередей, которые взаимодействуют друг с другом и как только появляется первая зародышевая трещина, то нагнетают туда свои дислокации.

Есть и другой вариант слияния микротрещин при их небольшом количестве. Он реализуется при переходе от медленного к динамическому нагружению, за счет этого одноименные дислокации разгоняются и преодолевают силовой барьер. Скорости дислокаций становятся практически звуковыми (в стали до 3-5 км/сек).

Линии дислокаций за счет теплового движения атомов могут изгибаться, то есть на определенном участке возникает дополнительная параллельная плоскость и дислокация как бы продвигается вперед, что облегчает процесс слияния дислокаций. Таким образом, термическое возбуждение кристаллической решетки снижает необходимое количество дислокаций в 5 раз до 40-100, что соответствует реальной картине.

 

 

В.Л. Инденб и М.Х. Блехерман обратили внимание, что самое слабое место в скоплении дислокаций - сама дислокация. Ядро дислокаций может в определенных условиях раскалываться. Напряжения в ядре чрезвычайно велики и разрушение может стартовать прямо из ядра. Было установлено, что в пластичных кристаллах трещина будет распространяться по плоскости скольжения, а в хрупких кристаллах за счет перестройки ядер вскрытие трещины происходит вдоль экстраплоскости. А дислокация при этом самоуничтожается. Заканчиваются ли на этом механизмы зарождения трещин. Нет, конечно! В кристталах дислокации могут перемещаться по различным плоскостям. Встречаясь, они конечно же взаимодействуют, и при этом исчезая, порождают новую дислокацию, плоскость которой расположена в направлении, в котором легче протекает разрушение. Таких дислокационных отпрысков обычно возникает много, они сливаются, порождая трещину.

Большая группа механизмов связана с границами в кристаллических материалах, границами зерен и субзерен. И в том и в другом случае речь идет о стенках дислокаций. Границы эти можно увидеть под падающим световым лучом, по отблеску различных участков. При деформировании кристалла дислокации движутся по разным кристаллографическим плоскостями периодически пересекают их.

Дислокации движущиеся по плоскости скольжения выходят на мезеренное сочленение и находясь на нем поворачивают на угол разориентировки смежных зерен. Но для этого необходимо появление новой дислокации, вектор которой бы замыкал треугольник между векторами. Если граница атакована большим количеством дислокаций, то они сливаясь приводят к появлению трещины в границе.

 

____________________________________________________________________________________Вечером размещу иллюстрации, чтобы было понаглядней.

Share this post


Link to post
Share on other sites
nikitayev

Как и обещал привожу иллюстрации для наглядности и даже маленький фильм о строении кристаллов и дефектах, в том числе дислокациях.

post-421-0-97156200-1382812730.png

показана схема краевой дислокации и дополнительной полуплоскостью

post-421-0-15351600-1382813028_thumb.jpg

дислокации в электронном трансмиссионном микроскопе

post-421-0-05939700-1382812906_thumb.png

А вот показано как взаимодействуют группы дислокациий (изображение получено с помощью трансмиссонного электронного микроскопа)

post-421-0-57360000-1382813235_thumb.jpg

границы зерен в кристалле

post-421-0-33111100-1382813292.gif

Схематическое изображение границ зерен в кристалле

post-421-0-14736600-1382813373.png

виды стыковок между зернами

post-421-0-12264400-1382813466_thumb.jpg

3-D моделирование дислокаций

post-421-0-77908000-1382813528.jpg

Компьютерные возможности в моделировании дислокаций

ссылка на фильм

 

Завтра поговорим еще об одном интересном механизме зарождения микротрещин - двойниковании.

Share this post


Link to post
Share on other sites
myt

В копилку:

 

Волновые аспекты механической травмы / Леонов С.В., Михайленко А.В., Никитаев А.В. // Избранные вопросы судебно-медицинской экспертизы. — Хабаровск, 2013. — №13. — С. 122-127.

Share this post


Link to post
Share on other sites



×
×
  • Create New...