Ученые выяснили, как предсказать разрушение твердых материалов

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Исследователь из Университета Экс-Марсель во Франции, Эммануэль Виллермо, представил новую теоретическую модель, которая описывает процесс фрагментации твердых тел. Согласно работе, опубликованной в журнале Physical Review Letters, разрушение объектов подчиняется универсальному статистическому закону, а не является случайным процессом, как считалось ранее.

В основе предложенной модели лежит принцип «максимальной случайности», который является проявлением второго закона термодинамики. Суть принципа заключается в том, что при разрушении система всегда выбирает путь, ведущий к максимальному увеличению энтропии. В контексте фрагментации это означает, что из всех возможных вариантов раскола объекта реализуется тот, который создает наиболее неупорядоченное состояние, характеризующееся определенным распределением осколков по размерам.

Данный подход отличается от предыдущих методов, которые фокусировались на анализе микроскопических процессов, таких как распространение трещин. Новая теория рассматривает разрушение как макроскопический процесс, аналогично тому, как статистическая механика в XIX веке описывала поведение газов, исходя из общих вероятностных законов для частиц, а не из динамики каждой отдельной молекулы. Для описания распределения фрагментов по размерам была использована модифицированная форма степенного закона — математической зависимости, часто встречающейся в природных явлениях.

Автор: freepik Источник: ru.freepik.com

Теоретические выводы были подтверждены экспериментами с различными типами материалов, включая пластичные и вязкоупругие. Результаты показали, что предложенный закон универсален и не зависит от микроскопических особенностей конкретного материала. В то же время было отмечено, что для некоторых мягких материалов, например, пластиков, модель требует дальнейшей доработки, так как их фрагментация не полностью соответствует предложенным математическим расчетам.

Открытие имеет практическое значение. Новый принцип позволяет создавать более точные модели для энергозатратных промышленных процессов, связанных с дроблением, таких как добыча и переработка руды. В геофизике он может быть применен для прогнозирования последствий камнепадов и оползней, а в астрофизике — для анализа результатов столкновения астероидов.

Источник: Popular Mechanics

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Почему в Лондоне почту десятилетиями доставляли под землёй

Почта, которую поезда привозили в Лондон, дальше попадала в городские пробки. Мешки нужно было перевезти с вокзалов в сортировочные отделения, а густой туман порой задерживал движение ещё сильнее....

Почему у старых самолётов двигатель вращался вместе с винтом

У многих самолётов начала XX века вместе с винтом вращались цилиндры двигателя. Коленвал при этом был закреплён на самолёте и оставался неподвижным. Вращение помогало обдувать цилиндры даже на...

С 2027 года налог с процентов по вкладу удержат сразу. Сколько вы потеряете на конкретном примере

С 2027 года вы получите на руки меньше процентов по вкладу. Не потому что банк жадный, а потому что он станет налоговым агентом и начнёт удерживать НДФЛ прямо в момент выплаты. Раньше налоговая...

Спасательная сетка под пролётом: необычная сторона строительства моста «Золотые Ворота»

Когда в середине 1930-х над проливом Золотые Ворота начали поднимать стальную проезжую часть будущего моста, рабочие оказались в месте, где ошибка почти не оставляла второго шанса. Под...

Обзор наушников с костной проводимостью Sanag B33S: в бассейне со своей музыкой

Sanag B33S — это беспроводные наушники с костной проводимостью, которые получили защиту IPX8 и подходят для плавания. Используется Bluetooth 6 для классического использования в паре со...