Вивчення термодинамічного підходу до аналізу і узагальнення експериментального рівняння, за допомогою якого можна оцінювати твердість гірських порід за величиною супротиву вдавлення індентора, та визначати величину питомої енергії руйнування матеріалу.
Аннотация к работе
ТЕРМОДИНАМІЧНИЙ ПІДХІД ДО ОЦІНКИ ТВЕРДОСТІ ГІРСЬКИХ ПОРІД І ВИЗНАЧЕННЯ ВЕЛИЧИНИ ПИТОМОЇ ЕНЕРГІЇ РУЙНУВАННЯ
Д.Ю. Мочернюк, Я.В. КунцякТвердість - це властивість твердих тіл опиратися пластичним деформаціям і руйнуванню при їхньому взаємному силовому зіткненні на малій ділянці поверхні, тому твердість гірських порід прийнято оцінювати величиною опору втискуванню індентора всередину твердого тіла і вважати, що цей "критичний" параметр повязаний з характеристиками міцності матеріалу. Больцмана, Дж?К-1; Т - абсолютна температура, К; NA - число Авогадро, моль-1; W0 - деяка стала величина швидкості втискування індентора в матеріал, яка за даними дослідників, наведених в [2], від типу матеріалу не залежить і в середньому дорівнює Wo= 0, 18-0, 21 м/с; W - середня швидкість втискування індентора у тверде тіло, м/с; - відносна швидкість втискування індентора, числове значення якої перебуває в межах 0 <V0 <1. , Дж/моль, (2) індентор термодинамічний гірський енергія де:V* - усталений молярний обєм, м3/моль; U - питома енергія активації процесу, Па, то залежність (1) може бути переписана так: . Враховуючи узгодженість експериментально одержаного рівняння (4) з гіпотезою М.Борна [1], що "Процеси плавлення і механічного руйнування за густиною енергії еквівалентні і для кожного матеріалу існує своя межа густини енергії руйнування (плавлення)", то далі будемо вважати, що густина енергії фазового переходу (плавлення, механічного руйнування, хімічного розчинення) є індивідуальною константою для кожного матеріалу і ця константа для випадку механічного руйнування може бути визначена величиною площі під кривою умовної діаграми стискання стандартного зразка (рис. У рівняння (5) входять такі величини: ?UT - зміна питомої енергії за рахунок підводу теплоти до матеріалу від оточуючого середовища; Н = Ui U2 - сума питомих енергій пружної і необоротної деформацій, зумовлених зовнішніми силовими факторами (рис/ 1); р - гідростатичний тиск, за рахунок якого відстань між частинками зменшується, що за даними багатьох дослідників [2, 3, 5] сприяє збільшенню питомої енергії матеріалу U0; ?рі - різниця парціальних тисків, зумовлених різницею хімічних потенціалів між двома фазами, тобто між матеріалом і зовнішнім середовищем.