ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Закритическая стадия деформирования материалов из "Механика неупругого деформирования и разрушения композиционных материалов " Закритическая стадия деформирования материалов экспериментально исследовалась Я.Б. Фридманом и Б.А. Дроздовским [75, 279], Ф.С. Савицким и Б.А. Вандышевым [231], С.Д. Волковым с соавторами [143, 301], А.А. Лебедевым и Н.Г. Чаусовым [108, 120, 121, 150-155], В.В. Стружановым и В.И. Мироновым [255], Р.А. Васиным и др. [31]. [c.24] Материал на закритической стадии деформирования не удовлетворяет постулату Друккера [78] и классифицируется как реологически неустойчивый [184]. Однако многие реальные материалы адекватно описываются именно моделями реологически неустойчивых материал лов [184]. При этом в замену требования реологической устойчивости выдвигается принцип устойчивости для тела в целом состояние материала является реализуемым, если в этом состоянии он находится в составе устойчивой механической системы [184, 186]. [c.24] Усовершенствование моделей материала с целью описания накопления повреждений на закритической стадии деформирования является важной задачей механики композитов. Уточненный расчет конструкций с использованием полных диаграмм требует, кроме того, развития методов решения краевых задач с учетом разупрочнения материала [57, 96, 199, 223, 252, 254] и получения условий устойчивости закритического деформирования в ослабленных зонах [61, 158, 227]. Естественно, что это должно базироваться на эффективных экспериментальных методах построения равновесных диаграмм деформирования [323]. [c.24] Экспериментально подтверждено [107, 195, 231], что сопротивление разрушению определяется не только прочностными постоянными материала, но и зависит от жесткости нагружающей системы, в которую входят нагружающее устройство (испытательная мапгана, передающие нагрузки силовые и кинематические элементы конструкций, рабочие жидкость и газ) и само деформируемое тело, окружающее область повреждения [278]. При мягком нагружении, когда к наг ходящемуся в однородном напряженном состоянии телу прикладываются не зависящие от его сопротивления силы, разрушение происходит при достижении максимальных напряжений. [c.25] В другом предельном случае, когда обеспечиваются заданные перемещения точек границы ( жесткое нагружение), а также при конечной, как уже было отмечено, но достаточной жесткости нагружающей системы, возможно равновесное протекание процесса накопления повреждений, что и находит свое отражение на диаграмме деформирования в виде ниспадающей ветви. [c.25] В зависимости оТ условий нагружения каждая точка на ниспаг дающей ветви диаграммы деформирования может соответствовать моменту разрушения [107, 143. Деформирование данного рода осуществимо лишь для локального объекта в составе механической системы с необходимыми свойствами. В противном случае происходит неравновесное накопление повреждений и макроразрушение как результат потери устойчивости процесса деформирования на закрити-ческой стадии. В области разупрочнения возможно также возникновение локализации деформации в виде полос сдвига [184, 221, 328, 360, 365]. Ниспадающая ветвь наблюдается тогда, когда есть механизмы и условия постепенной диссипации упругой энергии. Таким образом, рассматриваемые состояния материала можно назвать условно реализуемыми. [c.25] Возможно, для иллюстрации уместно использовать несколько отвлеченную аналогию. Деформирование разупрочняющейся среды устойчиво примерно в той же мере, в какой устойчива более или менее вязкая жидкость в некотором сосуде. Потеря устойчивости происходит, если стенки сосуда не обладают достаточной жесткостью. В данном случае роль сосуда аналогична роли нагружающей системы. [c.25] Связь вида ниспадающих участков диаграммы с микромеханизмами и стадиями разрушения отмечена в работах [120, 121, 309, 310]. [c.26] Волковым высказана идея, что характер распределения напряжений в вершине трещины в принципе повторяет ниспадающий участок кривой на полной диаграмме деформирования материала, полученной при испытании гладкого образца [55, 59]. Проблема сингулярности за дачи при этом решается автоматически вследствие убывания до нуля сопротивления материала в особой точке (вершина трещины), где деформация максимальна и равна предельной для полностью равновесного состояния [155]. Жесткость нагружающей системы для элемента материала у вершины трещины может быть конечной и достаточной для устойчивой закритической деформации в этой зоне, чем и объясняется возможность существования равновесных трещин. [c.26] Необходимо учитывать тесную связь податливости нагружающей системы с кинетикой и локальностью процесса разрушения [278]. Например, в инженерной практике отмечено существенное отличие в характерах разрушения гидравлических и пневматических сосудов да вления и трубопроводов. С точки же зрения традиционных постановок краевых задач эти случаи эквивалентны. В связи с этим, гра ничные условия, не учитывающие изменений внешних нагрузок, связанных с изменением конфигурации тела в процессе деформирования и повреждения, не вполне соответствуют реальным условиям работы элементов конструкций и производимых испытаний [55]. [c.27] С этой точки зрения для более адекватного описания процессов деформирования, накопления повреждений и разрушения целесообразным является использование граничных условий третьего рода, позво-ЛЯЮ1ЦИХ расширить физическую базу имеющихся моделей механики структурно-неоднородных сред, уточнить прочностные оценки, определить резервы несущей способности и прогнозировать катастрофичность разрушения конструкций. [c.27] Многие авторы отмечают привлекательность реализации закрити-ческой стадии деформирования в элементах конструкций или сооружений, что приводит к использованию их прочностных резервов и повышению их безопасности. Полнота реализации несущей способности материала определяется степенью закритической деформации. Кроме того, следует отметить важность практически не исследованной ранее задачи определения условий устойчивого закритического деформирования элементов структуры в составе композиционного материала как базы для создания материалов с повышенными механическими характеристиками. [c.27] Оптимальное (с точки зрения протекания процессов повреждения в равновесном режиме) проектирование требует математического описания закритического деформирования, которое не сводится лишь к аппроксимации диаграмм, имеющих ниспадаю1цие участки. Не потеряли актуальность вопросы обоснования континуальных моделей разупрочняющихся сред и определения области их применимости. Возникает ряд математических проблем, связанных, в первую очередь, с анализом устойчивости процесса деформирования, единственности решения краевой задачи и возможной сменой типа дифференциальных уравнений [224], а также необходимостью учета свойств нагружающей системы, разработкой определяющих соотношений (даже для изотропных материалов), развитием численных методов и созданием эффективных итерационных процедур решения такого рода нелинейных задач. [c.27] Вернуться к основной статье