rk000000186

Возникновение напряжений обусловлено следующими факто- рами: - низкой теплопроводностью стекла; - появлением значительных температурных градиентов при на- греве или охлаждении; - неравномерным изменением размеров и объема отдельных участков нагревающегося или охлаждающегося стекла. Рассмотрим механизм возникновения напряжений в твердом стекле применительно к условиям эксплуатации изделий. Для наи- более массовых изделий (стеклянная тара, бытовая посуда, термо- сные колбы), температуры окружающей среды (воды) не превыша- ют 100°С. В этом случае стекло реагирует на температурные изме- нения как упругое тело и возникают временные термоупругие напряжения, исчезающие (если стекло не разрушилось) при вырав- нивании температуры. Пусть имеется стеклянный шар, который мысленно можно разделить на ядро и внешний слой. Последний в свою очередь разделен на секторы (рис. 1.5 а). Если шар нагрет (по- ложение 1), все его части имеют одинаковую температуру, поэто- му напряжения внутри шара нет. При резком охлаждении внешний слой будет остывать значительно быстрее, чем ядро, поэтому обьем шара уменьшается неравномерно. Если бы секторы внешнего слоя не были связаны между собой, то каждый из них сжался бы, а меж- ду ними образовались свободные пространства (положение 2). Но так как частицы стекла во внешнем слое связаны, между ними воз- никают напряжения растяжения (положение 3), которые могут довести внешний слой до разрушения, т.е. до образования ради- альных трещин, идущих от поверхности. Между внешним слоем и ядром будут создаваться напряжения сжатия, так как ядро противодейству- ет сжатию внешнего слоя под действием более рез- кого охлаждения после- днего. Рис. 1.5. Схемы процессов быс- трого охлаждения (а) и быстро- го нагревания (б) стекла (стрел- ки показывают направление действия возникающих напря- жений).