221 / 457
Материаловедение, динамика и прочность машин и механизмов
221
основы, с которой она скреплена адгезионными силами, происходит посредством касательных сил,
приложенных вдоль поверхности контакта. Разрушение растягиваемой пленки (без основы) происхо-
дит из-за потери устойчивости и катастрофического развития одиночной трещины. Для покрытия на
растягиваемой основе характерно возникновение сети трещин, параллельных между собой (рисунок
1) [8]. Из рисунка 1 видно, что расстояние между ближайшими микротрещинами имеет порядок
м
h
6
106
, что соизмеримо с
м
l
cr
6
10
.
Возникновение сети микротрещин, появившихся из-за фрагментации кристалла в полях
внешних воздействий вследствие нарушения трансляционной инвариантности кристаллической
структуры теоретически и экспериментально рассмотрено и обосновано в [9]. В той или иной степе-
ни, влияние фрагментации структуры материала на его прочность учитывалось в целом ряде работ,
например, в [10 – 13].
Основные допущения и сопоставление результатов расчета с известными данными.
В
работе предлагается упрощенная модель явления, а также оценка разрушающего напряжения,
сделанная на ее основе. Этот результат позволит проводить оценочные расчеты реальной прочности
тонкопленочных покрытий при условии наличия информации о среднем размере их микротрещин.
Допускается, что материал имеет ячеистую структуру (рисунки 2 и 3). В каждой из ячеек име-
ется микротрещина. Форма и ориентация микротрещин в материале пленки случайна. Однако при ее
растяжении посредством подложки "активизируются" те из них, которые перпендикулярны направ-
лению растяжения.
Рис. 2. Схематически изображает структуру сети микротрещин, которые накануне разрушения приводят к
картинам, изображенным на рисунках 1. На нем пунктиром выделена элементарная ячейка
4 3 2 1 4 3 2 1
BBBBAAAA
этой периодической структуры.
.
Рис. 3. Схематически изображает структуру сети микротрещин, которые накануне разрушения появляются
вдоль поверхности адгезионного контакта.