ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Фрактальные характеристики поверхности разрушения из "Безопасное усталостное разрушение элементов авиаконструкций " В представленном соотношении с целью корректировки несоответствия используемой при описании кинетики трещин единственной характеристики Ki в связи с более сложным условием раскрытия вершины треш ины использована поправочная функция в расчете КИН без учета масштабирования процесса разрушения. Процесс реализуется на нескольких масштабных уровнях [142]. Поэтому определение влияния углов разориенти-ровки трещины на величину К,, связано с интегрированием затрат энергии по всем типам разрушения на всех масштабных уровнях. [c.259] Распространение усталостной трещины последовательно происходит на трех масштабных уровнях по величине ее прироста за цикл нагружения микроскопическом ((0,1-5)-10 м), мезоскопическом ((0,05-5)-10 м) и макроскопическом, (более 5-10 м) (см. главу 3). Стабильное (моделируемое) разрушение материала происходит на первых двух масштабных уровнях. На мезоскопическом масштабном уровне 0,1-10 хм углы разориентировки максимальны, однако высота рельефа минимальна. Это означает, что рассеивание энергии за счет извилистой траектории трещины на этом уровне мало. Развитие трещины на масштабном макроскопическом уровне происходит нестабильно по механизму квазистатического разрушения. При этом процесс разрушения физически и кинетически подобен разрушению при одноосном растяжении в том же температурно-скоростном интервале нагружения. [c.259] интегральная оценка влияния шероховатости рельефа на величину эквивалентного КИН должна включать в себя одновременно учет разо-риентировок на разных масштабных уровнях, высоту рельефа и особенности профиля рельефа по направлению роста трещины и перпендикулярно ему. Такой интегральной характеристикой может служить фрактальная размерность излома, величина которой характеризует шероховатость его рельефа во всех направлениях [149, 150]. [c.259] Закон самоподобия (4.41) указывает на возможность использования набора единичных приращений усталостной трещины для расчета ее длины путем введения нелинейной меры в виде фрактальной характеристики рельефа излома. Вариация набора указанных законом самоподобия (4.41) реализуемых в процессе роста трещины величин приращений приводит к рассеиванию длительности ее роста при близких значениях длины в проекции на горизонтальную ось. Путь трещины в пространстве будет тем более извилистым, чем большее изменение приращений трещины в направлении ее роста происходит вдоль фронта трещины (рис. 5.6). Это свидетельствует о существовании обратной зависимости между величиной фрактальной размерности и осредненной на масштабном макроскопическом уровне скоростью роста усталостной трещины. [c.260] Сказанное соответствует данным по зависимости фрактальной размерности структуры зоны предразрушения от относительной поперечной деформации [138]. В области ква-зихрупкого разрушения, что типично для усталостного роста трещин, с увеличением относительного сужения фрактальная размерность возрастает. Трещина имеет возможность дисси-пировать энергию за счет нарастания извилистости траектории, а это полностью соответствует синергетическим принципам снижения скорости процесса разрушения в горизонтальном направлении. [c.260] Фрактальная размерность Dj устанавливает закон изменения определяемой длины трещины с извилистой траекторией по мере уменьшения масштаба измерения единичного приращения ее длины в виде шага усталостной бороздки. Согласно уравнению (5.81), реальное приращение трещины при ее извилистой траектории всегда больше, чем определяемое в эксперименте за рассматриваемый интервал времени. [c.261] Траектория трещин является природным фракталом и поэтому имеет конечную длину. В связи с этим имеет место некоторая минимальная величина шага усталостных бороздок или минимальная величина приращения трещины (квант разрушения), которую можно использовать в пределах осредняемого интервала длины. Сами величины усталостных бороздок в пределах рассматриваемого интервала приращения усталостной трещины могут иметь существенное различие [156]. [c.261] Соотношение (5.82) указывает, что величина Vi для рассматриваемой длины от очага разрушения до исследуемой границы зоны излома никогда не соответствует средней величине шага усталостных бороздок. С увеличением фрактальной размерности при возрастании извилистости траектории трещины это различие нарастает и истинная скорость становится существенно больше ее средней величины. [c.261] Процесс усталостного разрушения в связи с мезотуннелированием усталостной трещины развивается в направлении рассматриваемого роста трещины и вдоль фронта трещины различным образом. Даже в пределах малых масштабных уровней фрактальная размерность поверхности разрушения в указанных направлениях различна. Поэтому описание процесса разрушения соотношением (5.81) с расчетом фрактальной размерности по соотношению (5.83) оказывается недостаточным. Необходимо проводить анализ развития процесса усталостного разрушения с учетом формирования поверхности разрушения во всех направлениях одновременно. [c.262] Вернуться к основной статье