Рассмотрена задача асимметричного распределения деформаций и напряжений в кварцевом волокне при испытании на 3-точечный изгиб. Выполнена оценка параметров нелинейной упругости кварцевого стекла при растяжении и сжатии на основе имеющихся литературных данных. Установлено, что учет нелинейной упругости кварцевого стекла приводит к незначительному увеличению вычисляемых значений прочности по сравнению с данными, полученными на основе линейной теории упругости. DOI: 10.21883/JTF.2017.01.44016.1764 Введение Вопросы прочности и деформации при разрушении кварцевых волокон продолжают привлекать внимание исследователей в связи с широким использованием этих волокон для производства оптических световодов. Современная технология производства оптических квар-цевых волокон, используемых в качестве световодов, позволила получить кварцевое волокно в бездефектном состоянии, а нанесение покрытия в ходе производства волокна позволило сохранить поверхность стекла в нетронутом состоянии и обеспечить высокий уровень прочности, присущий структуре стекла [1][2][3]. Несмотря на то, что оптические кварцевые волокна разрабатыва-ются уже более полувека, вопрос правильного опреде-ления их прочности остается актуальным и в настоящее время. В ФТИ исследования структурной прочности сте-кол проводилось с помощью метода 3-точечного изгиба стеклянных волокон [4,5]. Прочность, как максимальное растягивающее напряжение на поверхности волокна, вы-числялась непосредственно по величине разрушающей нагрузкигде P -разрушающая нагрузка, l -пролет между опо-рами, D -диаметр волокна (l = 1.02 mm, D = 125 µm). В то же время в ряде работ [6-8] показано, что как при одноосном растяжении, так и при одноосном сжатии, мо-дуль упругости стекла не остается постоянным. Встает вопрос, в какой степени изменение модуля упругости при изгибе волокна может повлиять на определение его прочности при 3-точечном изгибе?Недавно появилась работа [9], в которой проведен анализ изменения модуля упругости кварцевого стекла с помощью метода бриллюэновского рассеяния света. Работа выполнена на кварцевом волокне с прямоуголь-ным сечением (толщиной 160 µm, шириной 200 µm).Было показано, что при 2-точечном изгибе волокна при деформации 6% происходит смещение нейтральной линии в область растяжения, которая таким образом сужается, а область сжатия увеличивается. Величина модуля упругости при этой деформации возрастает в области растяжения и уменьшается в области сжатия [9].В связи с этим была поставлена задача провести расчет и анализ максимальных растягивающих напря-жений, вызывающих разрушение при 3-точечном изгибе кварцевого волокна, для случая нелинейной зависимости напряжения и модуля упругости от деформации. Это особенно важно при проведении испытаний на проч-ность в жидком азоте, когда деформации при разруше-нии могут достигать значений около 18% [3,10,11] Законы деформирования кварцевого стекла при растяжении и сжатии В общем виде можно описать нелинейную упру-гость следующим уравнением, ограничиваясь кубиче-ской степенью зависимости напряжения (σ ) от дефор-мации (ε) [3]:Тогда ...

The silica glass with a high content of OH groups was synthesized by the high-temperature hydrolysis of SiCl4 in a flame of oxyhydrogen torch and subjected to fine annealing. A combination of the photoluminescence and IR reflection spectroscopy was applied to assess the evolution of the ensemble of structural defects in the bulk and surface layer over the course of annealing carried out at 480 ˚C. The marked decrease of the defect concentration was observed in the bulk at all time expositions in the range 2 to 72 hours. However, in a thin surface layer, the decrease of the concentration of silanol groups Si-OH formed in the process of synthesis was detected. Decay of these groups results in the silicate network consolidation that led to the forming of the superficial layer characterized by an elevated microhardness.