Ученые выяснили, как предсказать разрушение твердых материалов

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Новость | Наука и космос

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 »)

Сейчас на главной

Новости

Публикации

✦ ИИ  Почему самый быстрый самолет в истории тек прямо на взлетной полосе: парадокс SR-71 Blackbird

Гениальная инженерия. Почему самолет SR-71 Blackbird был специально сделан «дырявым», как он дозаправлялся на грани сваливания и зачем пилоты возили с собой химию, которая загорается от воздуха.

Космическое рококо XXI века: обзор выставки Екатерины Беляевской

До конца недели FINEART GALLERY на территории Винзавода продолжает показывать «Вселенную рококо» Екатерины (Кати) Беляевской. Это серия фантазий художницы, объединенных центральным...

Обзор обновленной версии «охотничьего» бинокля Svbony SV202 8x32 ED

Обновление бинокля Svbony SV202 8x38 ED отличается зелёным просветлением и внешним видом. В остальном отличий нет. Стекла с низкой дисперсией (ED) так же присутствуют. В основной части обзора...

✦ ИИ  Парадокс Toyota: почему Япония игнорирует электрокары и массово покупает гибриды

Пока Китай штурмует мировой рынок электромобилей с долей продаж 49%, а Европа выделяет миллиарды на зарядную инфраструктуру, Япония упорно движется в противоположном направлении. В 2024 году...

Что такое курная изба и зачем наши предки топили по-чёрному

Слово «курная» сегодня звучит почти как ярлык. Кажется, что речь идёт о чём-то временном, неудобном и явно устаревшем. Но это ощущение возникает только если смотреть на курную избу с позиции...