ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Равновесные процессы структурного разрушения как причина деформационного разупрочнения из "Механика неупругого деформирования и разрушения композиционных материалов " Для исследования кинетики накопления повреждений в неоднородных средах существует подход, в соответствие с которым материал заменяется системой структурных элементов с разными прочностными и. [c.127] В качестве модели представительного объема зернистого компо- зита, заполняющего область й виде куба, рассмотрим совокупное изотропных упруго-хрупких элементов структуры, каждый из которых ассоциирован с тетраэдральным конечным элементом. Будем считать, что структурные элементы рассматриваемого композициов- ного материала однородны и прочно соединены по границе раздела. Геометрия и взаимное расположение элементов заданы и не из меня-, ются в процессе деформирования и разрушения феды, которая обладает свойством макроскопической однородности. [c.128] Инварианты теюоров структурных напряжений и деформации заданы уравнениями (6.6) и (6.7). [c.128] Рассмотрим некоторые результаты численного моделирования процессов деформирования и накопления повреждений неоднородной среды с использованием описанной математической модели. Расчеты методом конечных элементов при пошаговом пропорциональном изменении значений компонент тензора макродеформаций были проведены для реализации представительного объема, содержащего 3072 элемента структуры с различными прочностными и одинаковыми упругими константами G = 4 10 МПа, 1 = 6,7 10 МПа, (ji сг) = = 2,5 10-3, jk , = 0,3, 6 = 3. [c.129] Статистическая проверка соответствия полученных величин предполагаемому закону распределения осуществлялась с использованием критериев x Пирсона, Колмогорова-Смирнова и Крамера-Мизеса-Смирнова с уровнем значимости 0,05 [3, 26]. [c.129] На рис. 7.1 приведены расчетные зависимости для макронапряжений при пропорциональном макродеформировании рассматриваемой структурно-неоднородной среды по схеме О, eh = 32 = = —0,5е . Как видим, диаграмма деформирования в режиме предельно жесткого нагружения содержит множество скачков и не обрывается в наивысшей точке, а имеет ниспадающую ветвь. Скачки на диаграмме и ее нелинейный характер вызваны процессом структурного разрушения, который ностг равновесный характер, начинается на восходящей части диаграммы и завершается, когда макронапряжения снижаются практически до нуля, а объемная доля разрушенных элементов достигает 59,1%. [c.129] Использование жесткой испытательной машины, на которой ре - ализуется заданный процесс деформирования, а нагрузка является регистрируемой переменной, позволяет фиксировать зубцы на диаг граммах (например, опыты Элам [20, с. 192 и 193]). В случае жё мягкого нш ружения, когда задается процесс изменения нагрузок, а деформация является регистрируемой переменной, прерывистости проявляются в форме ступеней на графике зависимости напряжение-деформация (например, опыт Белла [20, с. 279]). [c.130] В рассмотренных случаях наблюдались признаки некоторой деформационной анизотропии, вызванной неоднородным по объему на-кошюнием повреждений. Этим объясняется расхождение зависимостей для ah и 0-22 I как и появление ненулевых, хотя и малых, значений касательных напряжений. Однако на заключительной стадия процесса деформирования, проиллюстрированного на рис. 7.2, зна -чения макронапряжений 0-22 и постепенно сближаются. Это связано с тем, что по мере увеличения доли разрушенных от сдвига, но сопротивляющихся сжатию, структурных элементов, неоднородная среда все более приобретает свойства сыпучего материала в условиях гидростатического сжатия. [c.132] Таким образом, полученные расчетные данные свидетельствуют о том, что структурное разрушение является, по крайней мере, одной из причин экспериментально подтвержденного существования ниспадающей ветви и скачков на диаграммах деформирования структурнонеоднородных материалов. Этот вывод согласуется с результатами, опубликованными в работах [125, 220]. [c.133] На рис. 7.6 проиллюстрировано влияние макрооднородного напряженно-деформированного состояния на зависимость второго инварианта тензора макронапряжений от второго инварианта тензора макродеформаций. [c.134] Приведенные на рис. 7.6 и 7.7 кривые приводят к выводу, что процессу закритической деформации, отличающемуся большей положительной шаровой составляющей тензора макродеформаций, соответствует более крутой спад на диаграммах деформирования. [c.135] Вернуться к основной статье