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

Я мыла курицу под краном годами — и только сейчас узнала, что просто разносила сальмонеллу по кухне

Смывала под краном скользкую плёнку с курицы, как учила мама. Оказалось, я годами разносила сальмонеллу по кухне. Делюсь простыми правилами, которые реально спасают семью от пищевого отравления.

✦ ИИ  Что будет, если отключить интернет во всём мире на 24 часа?

Представьте обычное утро понедельника. Вы просыпаетесь, берёте телефон и пытаетесь проверить новости. Экран загружается несколько секунд, а потом появляется знакомое сообщение: «Нет подключения к...

30/40, 50/70 или 70/90: как выбрать креветки и не переплатить за размер

Стоите у морозильника, смотрите на пачки креветок и пытаетесь понять, за что просят больше денег? На одной упаковке написано 30/40, на другой — 50/70, а третья стоит дешевле, хотя...

Обзор корпуса DEEPCOOL CG330 3F

Корпус DEEPCOOL CG330 3F можно назвать недорогим аквариумным вариантом для сборки игрового ПК. Корпус укомплектован тремя вентиляторами с ARGB подсветкой, имеет посадочные места под...

Правда ли, что Луна появилась после столкновения Земли с гигантским объектом?

Люди наблюдают за Луной на протяжении всей своей истории. Интерес вызывает не только внешний вид спутника, но и то прямое влияние, которое он оказывает на Землю. Притяжение Луны управляет морскими...