ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теоретические основы линейной механики разрушения из "Трещиностойкость стали " Процесс разрушения многостадийный. Он подразделяется на инкубационный период возникновения трещины, период ее медленного (докритического) развития и период лавинообразного роста. [c.59] Крм1терии начала распространения трещины могут быть получены с привлечением силовых и энергетических подходов. [c.60] Значение 7 Гриффитс определял известными физическими метода ми для расплава исследуемого материала при разных температурах. Экстраполируя затем полученные значения 7 на температуру плавления данного материала, получали 7 твердого тела. Потенциальная энергия деформации пластины без трещины больше потенциальной энергии пластины с трещиной, поскольку вокруг трещины существует зона уменьшенных напряжений (так как на свободных поверхностях трещинь напряжения равньь нулю). [c.61] Таким образом, затраты энергий при создании новых поверхност-тей в результате движения трещины связаны в основном с работой пластической деформации объемов материала перед фронтом распространения трещины. Это положение представляет собс концепцию квазихрупкого разрушения ГриффитсуОрована-Ирвина. [c.62] Исходя из зависимости (47) были получены две эквивалентные формулировки критерия разрушения. [c.62] Обе формулировки справедливы для идеально упругого разрушения, применимы они также для случая квазихрупкого разрушения, т.е. для случая гораздо более близкого к действительности, когда перед кончиком трёщины есть область пластических деформаций, размеры которой значительно меньше размеров трещины. Поскольку размеры пластической зоны малы, то считается, что интенсивность пластической деформации в ней и ее размеры целиком контролируются коэффициентом интенсивности напряжений, пределом текучести и коэффициентом упрочнения, а поле напряжений вокруг пластической области описывается асимптотическими формулами [23]. [c.63] Рассмотреннь1е критерии разрушения интегрально учитывают прочностные и пластические свойства материала. В отличие от общепринятых характеристик прочности и пластичности, учитывающих усредненные свойства о6 1азца при нагружении, критерии линейной механики оценивают лока льные свойства материала у вершины трещины в условиях плоского напряженного состояния или плоской деформации. С этих позиций они являются фундаментальными характеристиками сопротивления материала разрушению. [c.63] Коэффициент интенсивности напряжений может быть теоретически и экспериментально определен при различных схемах расположения трещин. Методика определения К основана на условии, по которому внешняя нагрузка направлена перпендикулярно к поверхности раэ-руш ия. [c.64] Тип I раскрытия трещины наиболее исследован тип II играет ] sawetHyKj роль при растягивающих напряжениях в тонком листовом прокате. Необходимо отметить, что поверхность разрушения при типах 1 и III преимущественно скользят друг по другу, в то время как поверхности разрушения типа I удаляются друг от друга( то имеет существенное значение при работе конструктивных элементов в коррозионных средах. Более всего доступным для математической Обработки является тип III раскрытия трещины. Для этого случая для трещины специальной формы при любом виде зависимости напряжение — деформация Нейбер [67] вывел соотношения для оценки напряжения по контуру трещины. [c.65] Этому методу присущи те же недостатки и та же степень точности, что и предыдущему. [c.66] В работе [23] метод граничных коллокаций рассматривается в применении к исследованию тел конечных размеров плоской формы, содержащих внутреннюю прямолинейную сквозную трещину. [c.66] Суть метода состоит в том, что напряжения и перемещения представляются в виде функций комплексного переменного. При таком представлении уравнения равновесия удовлетворяются тождественно, и остается удовлетворить лишь граничным условиям и дополнительным условиям совместности для двухсвязной области, какой является тело с внутренней трещиной. При этом граничные условия на внешней границе тела удовлетворяются приближению, т.е. в конечном числе Точек, причем приближенное решение стремится к точному с увеличением числа точек коллокаций при правильном их выборе. [c.66] К достоинствам этого метода относится то, что он приводит-к небольшим системам уравнений и обеспечивает высокую точностй К числу недостатков следует отнести то, что он не позволяет рассматривать тела произвольной формы с криволинейными трещинами и разнообразными условиями нагружения, т.е. этот метод является методо1м ограниченного применения. [c.66] Этот метод свободен от недостатков, присущих ранее перечисленным. Он прост по своей вычислительной структуре. В случае применения к нему метода конечных элементов нет необходимости в чрезмерном измельчении сетки конечных элементов- Метод дает вьь сокую точность вычислений и позволяет делать расчеты для большого диапазона длин трещин. [c.67] Общим недостатком перечисленных методов является то, что они служат для определения коэффициента интенсивности напряжений в случае плоской или близкой к плоской задачи (плоская деформация или плоское напряженное состояние). [c.67] Разрабатываются методы определения коэффициентов интенсивности напряжений в условиях циклического и динамического приложения нагрузки. [c.67] Используя коэффициент интенсивности напряжений, можно определять не только длину трещины, но и скорость ее подрастания, В работе/ [32] предлагается способ определения скорости подрастания трещин при учете влияния внешней среды, в котором учитываются такие факторы, как наводороживание, электрохимическая крррозия под напряжением, химическая коррозия под напряжением, общий кинетический механизм, адсорбционный эффект. [c.69] Механика разрушения исходит из того, что в конструкционном материале присутствует трещина, существование которой должно быть учтено путем установления допускаемых напряжений или максимально допустимого размера трещины при заданных условиях нагружения и рабочих напряжениях. [c.69] Вернуться к основной статье