ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Равновесные состояния поврежденной среды, реализуемые в условиях немонотонного нагружения из "Механика неупругого деформирования и разрушения композиционных материалов " Отмеченные ранее стадии неравновесного накопления повреждений, имеющие место даже при жестком нагружении и проявляющиеся в виде вертикальных срывов на диаграммах деформирования, могут быть исследованы путем моделирования процесса нагружения, осуществляемого с помощью испытательного устройства с быстродейстау-ющей обратной связью (машин с сервоуправлением) [301, 341, 350]. [c.143] Работа данного класса оборудования основывается на преобразовании определенного физико-механического параметра в электрический импульс, используемый в качестве сигнала обратной связи для корректировки внешней нагрузки [366]. Применение автоматизированных систем с обратной связью по скорости деформации нагружаемого материала позволяет, в частности, зарегистрировать диаграммы деформирования с равновесными участками ниспадающей ветви, касательные в каждой точке которых имеют острый угол с осью абсцисс [318, 342, 362, 377]. Диаграммы подобного вида были получены также при исследовании процессов деформирования и разрушения плексигласа [20] и тел с начальными трещинами [316, 322], особо хрупких и газонасыщенных пород [52]. [c.143] Для моделирования процессов накопления повреждений при испытании материалов на системах с сервоуправлением предлагается метод превентивных разгрузок. Построение полной диаграммы деформирования OABDEF этим методом предполагает равновесие между силами сопротивления материала и внешними силами, которое достигается проведением ряда циклов разгрузка — активное нагружение при появлении признаков неуправляемого разрушения. [c.145] Рассмотрим некоторые особенности реализации метода превентивных разгрузок при численном моделировании. По заданным программам нагружения или деформирования неоднородной среды из равновесного состояния в точке В переходим в новое состояние В. Предположим, что произошла частичная потеря несущей способности одного или нескольких злементов структуры. Развитие структурного разрушения, вызванное процессами перераспределения напряжений, может привести к появлению последовательности неравновесных состояний среды в направлениях В В[ либо В В 2, и последующему макроскопическому разрушению образца при проведении эксперимента на предельно жесткой или мягкой испытательных системах соответственно. Разрушение части элементов структуры возможно предотвратить зкстренной разгрузкой образца до равновесного состояния, соответствующего точке С. Условием необходимости превентивной упругой разгрузки будем считать превышение выбранного допустимого уровня приращения доли поврежденных элементов структуры в результате перераспределения напряжений после очередного акта разрушения. [c.145] На рис. 7.105 представлена расчетная диаграмма одноосного деформирования (езз о, ej = 22 = 0) в монотонном режиме структурно-неоднородной среды, модель которой описана в 7.1, а на рис. 7.11а и б — геометрическое место предельных равновесных состояний, регистрируемых при проведении испытаний методом превентивных разгрузок. В режиме многократного активного нагружения и разгрузки на каждом зтапе были определены точки, соответствующие началу ла винообразного разрушения. Огибающая этих точек подобна участку BDE схематичной диаграммы деформирования, приведенной на рис. 7.10а. Точки максимума кривых соответствуют одному напряженно-деформированному состоянию с поврежденностью 8,3%. [c.146] При исследовании процессов накопления повреждений в монотонном режиме обнаружены стадии лавинообразного разрушения некоторой локальной группы структурных элементов, например, участок АВ диаграммы деформирования (рис. 7.106), а также этапы саморазрушения — участок D, когда накопление повреждении происходит в результате перераспределения напряжений, а доля не сопротивляющихся формоизменению элементов изменяется от 15,9% в точке С до 33,6% в точке D. Эквивалентные по уровню поврежденности состояния зернистого композита, регистрируемые методом превентивных разгрузок представлены на рис. 7.11 одноименными буквенными символами. Макроскопическое разрушение зернистого композита происходит при снижении до нуля напряжений СГ33. Степень поврежденности среды в момент потери несущей способности составляет 39,3%. [c.147] Возможность построения ниспадающей ветви на испытательных системах с довольно малой для данного случая жесткостью нагружающей системы R = 10 Н/м методом превентивных разгрузок при одноосном деформировании зернистого композита проиллюстрирована на рис. 7.115. Отметим, что точка Сг, поврежденность в которой составляет 17,7%, является последней равновесной точкой, фиксируемой в режиме монотонного нагружения при указанной жесткости R. Реализация закритической стадии деформирования в рассматриваемом вычислительном эксперименте позволяет сделать вывод о том, что жесткий режим нагружения может быть имитирован последовательностью мягких малых нагружений и разгрузок. [c.147] Таким образом, математическое моделирование закритического деформирования структурно неоднородных сред с использованием метода превентивных разгрузок позволяет построить полные диаграммы даже при мягком нагружении и обнаружить свойственные поврежденным материалам с обратной крутизной ниспадающего участка диаграммы равновесные состояния, нерегистрируемые как при мягком , так и при жестком нагружениях в обычном монотонном режиме. [c.147] Вернуться к основной статье