ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Анализ напряженного состояния из "Разрушение Том5 Расчет конструкций на хрупкую прочность " Следовало бы ожидать, что поведение трещины будет отражать историю возникновения напряжения, воздействию которого она подвержена. Очевидно, необходимо провести детальный анализ напряженного состояния, чтобы предсказать поведение трещины. Однако за последние годы значительно расширились области использования энергетических методов для установления критерия неустойчивости трещины и для изучения скоростных характеристик распространения трещины. [c.16] Как силовые, так и энергетические методы сыграли важную роль в формировании современного состояния механики разрушения. Последующие разделы посвящены теоретическим основам остановки трещины, изложенным с помощью этих методов. [c.16] Как решение через напряжения Инглиса, так и последующий анализ Гриффитса основан на бесконечных пластинах. Для практического использования этих результатов необходимо провести исследования на образцах конечных размеров. За последние годы появилось множество статей, посвященных анализу напряжений в широкой гамме образцов конечных размеров, содержащих трещины. Полный обзор литературы по этому вопросу подготовлен Парисом и Си в 1965 г. [c.17] Очевидно, что без введения таких понятий, как критический размер частицы, критический объем или критическое напряжение на каком-то расстоянии от вершины трещины, безрезультатны попытки оценить критическое напряжение при неустойчивости трещины. Неустойчивость создается автоматически, поскольку даже при бесконечно малых нагрузках напряжения приближаются к бесконечности в вершине трещины. Такая картина явно противоречит действительности. [c.18] Любой анализ напряженного состояния, проблемы возникновения, развития и остановки трещины был бы неполным без ссылки на некоторые примеры детального упругопластического анализа надрезанных образцов. Все предыдущие исследования ограничивались рассмотрением трещиноподобных несплошностей и не затрагивали более общую и, конечно, более широкую проблему относительно не острого надреза, нагруженного до пластического состояния. [c.19] Неустойчивость поведения некоторых материалов под нагрузкой, конечно, не ограничивается случаем хрупкого распространения трещины. Обычное образование шейки, наблюдаемое при разрыве образцов без надреза, является классическим примером неустойчивости, которая возникает в результате влияния свойств материала и жесткости испытательной машины и затем может развиваться очень быстро (Орован, 1955 г. и Бэкофен, 1964 г.). [c.19] Пластическое течение с образованием ряби, наблюдаемое на гладких образцах Кула и де Систо в 1966 г., наглядно свидетельствует о быстро развивающейся пластической неустойчивости, за которой следует остановка трещины, и служит количественным критерием для определения возникновения начальной неустойчивости. Образование ряби объясняется влиянием таких факторов, как механическое упрочнение, скорость деформации, тепловое размягчение материала и жесткость испытательной системы. Обозначив соответствующим образом критерий остановки трещины н учтя динамические характеристики, можно было бы в известной степени довести аналитический метод Кула — де Систо до состояния, в котором бы он обеспечивал расчет остановки трещин. [c.20] Должно быть совершенно очевидным, что как с практической, так и с теоретической точек зрения значительно большие усилия требуются для решения проблемы надреза с общей пластической деформацией и связанным с ней механическим упрочнением. [c.20] Этот случай прямо противоположен случаю идеальной трещины ж ограниченной пластической зоны, которые являются предметом множества современных исследований в области линейной механики хрупкого разрушения, что, возможно, объясняется большими трудностями, связанными с решением упругопластических задач. [c.20] Однако эта ситуация не настолько безнадежна, как это может показаться на первый взгляд. С практической точки зрения решение проблемы остановки трещин имеет наиболее важное значение для тех материалов, которые не обнаруживают заметной пластичности во время быстрого распространения трещины. Случаи быстрого, катастрофического разрушения происходят в условиях, когда пластическая зона по фронту трещины практически мала. Поэтому использование методов линейной механики хрупкого разрушения (с учетом динамических эффектов) может стать эффективным при решении проблемы остановки трещин. [c.20] Применение энергетических методов позволяет преодолеть некоторые трудности, связанные с явлениями пластической деформации, по крайней мере в случаях ограниченной пластической деформации. Иногда все явления, связанные с локализованной пластической деформацией, просто учитывают характеристикой материала G и несколько произвольно оперируют с фиктивной длиной трещины, стремясь упростить явления пластической деформации. Учитывая быстрый прогресс в исследовании процесса хрупкого разрушения с помощью энергетических методов, некоторые результаты этих исследований необходимо рассмотреть более подробно. [c.20] Многие аспекты проблемы остановки трещин проще анализировать с использованием энергетических методов. [c.20] Вернуться к основной статье