01
А
Астрономия
02
Б
Биология
03
Г
Гуманитарные науки
04
М
Математика и CS
05
Мд
Медицина
06
Нз
Науки о Земле
07
С
Сельское хозяйство
08
Т
Технические науки
09
Ф
Физика
10
Х
Химия и науки о материалах
Физика
21 июня

Физики объяснили поведение извивающихся трещин

Pixabay

Ученые объяснили, почему в некоторых случаях трещины при движении навстречу друг другу отклоняются от прямолинейного движения. Самым важным параметром здесь оказалось соотношение степени близости направлений и длины трещин. Работа поможет улучшить работу приборов, чувствительных к растрескиванию. Результаты изложены в журнале Physical Review Letters.

Трещины появляются во многих материалах — таких, например, как бетон, асфальт или металл — под действием механического усилия. Механика разрушения твердых тел часто может предсказать направление роста трещин на основе минимизации внутренних напряжений. Тем не менее, теоретически ученые не могли описать поведение сближающихся трещин с параллельными направлениями: модели предсказывали только притягивающие взаимодействия между дефектами, в то время как часто наблюдается отталкивание на некотором расстоянии.

Новая работа объясняет как раз ситуацию, когда трещины сближались, затем на небольшом расстоянии стали расходиться, а затем опять начали двигать друг к другу, в результате образуя похожие на крюки рисунки. Модель, созданная под руководством физиков из Франции, позволяет описать движение трещин в различных случаях. Оказывается, отталкивание возникает тогда, когда относительно длинные трещины движутся вдоль очень близких линий.

0fb7cebdd7c40dc783ecce0dab17a6d4c5369c3e
Пример крюкообразных трещин в асфальте
M.-É. Schwaab et al./Physical Review Letters

Исследование основано на математическом методе конечных элементов — способе решения дифференциальных и интегральных уравнений. В рамках этого подхода материал разбивается на небольшие фрагменты, для каждого из которых вычисляют действующие на него силы. Выяснилось, что отталкивание возможно только в небольшой части пространства параметров, когда расстояние между трещинами меньше, чем 10% их длины. Результаты можно применить не только к созданным человеком приборам, но и к природе — например, известно, что геологические образования длиной в сотни километров могут отклоняться похожим образом на масштабе в единицы километров.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Комментарии

Все комментарии
Обсуждаемое