Механика разрушения линейная

Давая общую характеристику критериев разрушения, отметим, что если в качестве критериальной величины взять локальный параметр у вершины трещины (упругое раскрытие на малом расстоянии от вершины трещины, радиус кривизны или деформацию у вершины трещины, угол раскрытия и т. п.), то все они дадут один и тот же конечный результат. Подобные критерии составляют предмет линейной механики разрушения. Линейная механика разрушения относится к задачам о трещинах, поставленным в рамках линейной теории упругости, и оперирует, как правило, коэффициентами интенсивности напряжений. Нелинейная механика разрушения привлекает в анализ свойства пластичности материала. Это вытекает из необходимости учета пластического течения в окрестности вершины трещины. Критерии нелинейной механики разрушения отличаются большим разнообразием в связи с различием моделей предельного состояния. Критерии, построенные на этой основе, отвечают критериальным величинам, необратимо накапливающимся в ближней и дальней окрестности трещины. В сравнении с критериями линейной механики раз- [c.53]

J, Т К, J, Т — соответственно коэффициент интенсивности напряжений, /-интеграл, 7 -интеграл), посредством которых однозначно может быть определено НДС у вершины трещиноподобных дефектов как при маломасштабной текучести (размер пластической зоны мал по сравнению с линейными размерами трещины и элемента конструкции), так и при развитом пластическом течении элемента конструкции с трещиной (пластическая деформация охватывает большие объемы материала). Иными словами, при одном и том же значении параметра механики разрушения независимо от длины трещины, геометрии тела и системы приложения нагрузки НДС у вершины трещины будет одно и то же. В данном случае критическое аначение параметров, полученных при разрушении образцов с трещинами при том или ином виде нагружения, можно использовать при анализе развития разрушения в конструкции. Для этого в общем случае условие развития разрушения в конструкции (см, рис. В.1) может быть сформулировано в виде K = Kf или 1 = = Jf или т = Т, где Kf, Jf, Т — критические значения параметров механики разрушения при нагружении образца с трещиной, идентичном нагружению конструкции (статическое нагружение, циклическое, динамическое и т. д.). [c.8]

Довольно полный обзор зависимостей, связывающих СРТ с параметрами линейной механики разрушения, можно найти в работах [64, ПО, 111, 113]. [c.192]

Как видно из предшествующего анализа, перечисленные выше особенности развития усталостных трещин на основании существующих методов в полной мере не могут быть учтены. В связи с этим важное значение приобретает разработка универсальных численных методов расчета траекторий трещин и параметров линейной механики разрушения, учитывающих все перечисленные факторы. [c.198]

Далее будут рассмотрены критерии линейной и нелинейной механики разрушения. [c.288]

Критерии линейной механики разрушения. [c.288]

Подходы линейной механики разрушения позволяют оценивать возможность локального разрушения у дефекта. Они включают описание напряженно-деформированного состояния твердого тела с трещиной с помощью коэффициента интенсивности напряжений для определенных условий движения берегов трещины К(, К[, и К[[,. Для этого необходимо [30] [c.291]

Важным звеном в практическом использовании критериев линейной механики разрушения является расчет коэффициентов интенсивности напряжений для конкретной геометрии детали и экспериментальное определение характеристик трещиностойкости. [c.292]

Значимость подходов линейной механики разрушения связана с возможностью описания полей деформаций и напряжений у кончика трещины с [c.294]

В линейной механике разрушения хорошо известен феномен скачкообразного роста трещины, сопровождающегося звуком (в виде щелчков). Число скачков трещины определяется сохранением условий плоской деформации на фронте трещины, когда скачки ограниченных предельным для плоской деформации размером 1 =2-Эксперименты показывают, что суммарное число скачков трещины m при субкритическом росте трещины определяется суммар- [c.343]

Было обнаружено, что зона перед кончиком развивающейся трещины имеет фрактальную разветвленную структуру типа дерева Фрактальность этой структуры объясняет, почему реальные трещины имеют извилистый разветвляющийся характер. К таким трещинам уже неприменимы описание и формулы линейной механики разрушения [c.20]

Подходы линейной механики разрушения неприменимы для анализа рассеянного разрушения, когда впереди трещины возникает множество микротрещин. Проблема их учета связана с рассмотрением эффектов коллективного взаимодействия микротрещин. Ответы на эти вопросы способна дать фрактальная кинетика разрушения, рассматривающая разрушение как неравновесный фазовый переход в системе, далекой от равновесия. [c.131]

В чем различия линейной и нелинейной механик разрушения [c.158]

Если длина зоны пластических деформаций мала по сравнению с длиной трещины (или иными трещинами или детали), применяют методы линейной механики разрушения. Разрушение при этом хрупкое. [c.5]

Характеристики трещиностойкости, J , в рамках линейной механики разрушения (в первой зоне до точки А на рис. 3.2) приводят к однозначной зависимости между разрушающими напряжениями ст р и размерами трещины [c.81]

В настоящей главе даются лишь начальные представления об условиях распространения трещин, основанные на решениях теории упругости и составляющие так называемую линейную механику разрушения. В основном они справедливы лишь тогда, когда зона нелинейных упругопластических деформаций у острия трещины невелика по сравнению с ее длиной. В данной главе можно познакомиться с явлением роста трещины и с рядом характеризующих его понятий. Это позволит в случае необходимости самостоятельно воспользоваться обширной литературой, существующей по механике разрушения, как линейной, так и нелинейной [см. 4, И, 24, 38 и др.]. [c.370]

Существует много теорий, построенных не только на критериях текучести и разрушения. К ним относятся атомно-молекулярная теория прочности статистическая теория прочности и пластичности теории прочности, базирующиеся на линейной механике разрушения структурно-энергетическая теория усталости. Все эти теории проходят стадию апробирования. В практике же применяются так называемые классические теории прочности (см. 7.3). [c.92]

По основному уравнению линейной механики разрушения эти же условия записываются в коэффициентах интенсивности напряжений [c.335]

В линейной механике разрушения исходят из предположения Д. Ирвина, что п рш томи. К(мл не, и [c.734]

Итак, соотношения (25.25) и (25.26) в линейной механике разрушения являются основными. С их помощью можно рассчитывать предельные состояния элементов конструкций с трещиной, а также [c.737]

Выполненный обзор литературы позволяет сделать вывод, что для описания влияния коррозионной среды можно использовать подходы, основанные на применении линейной механики разрушения. На наш взгляд, для проведения расчетных исследований кинетики усталостной трещины в коррозионной среде наиболее приемлем метод, изложенный в работе [168], с помощью которого можно рассчитать скорость развития трещин в коррозионной среде при различной частоте нагружения на основании данных о скорости их развития на воздухе. В случае, если КИН при соответствующей длине трещины в элементе конструкции будет больше, чем Ks , количество циклов, необходимое для роста трещины при этом условии, можно считать нулевым. Такое допущение дает консервативную оценку долговечности элемента конструкции, что в инженерной практике вполне допустимо. [c.200]

Получаемый массив экспериментальных данных позволяет аттестовать материалы по сопротивлению разрушению при статическом, циклическом и ударном нагружении с определением предела усталости ст.ь статической (Кю) и циклической (Ki , К, ) трещиностойкости на основе испытаний крупногабаритных образцов линейной механики разрушения с построением (при циклическом нагружении) кинетической диаграммы усталостного разрушения (КДУР), а также показателей сопротивления разрушению при ударном нагружении -критические температуры хрупкости КТХ, ударная вязкость. [c.234]

В линейной механике разрушения под коэффициентом интенсивности напряжений К понимается величина, пропорциональная интенсивности упругого напряжения в соответствующей точке вблизи вершины трещины. Г. Ирвин предположил, что зона отрыва впереди трещины ограничена поверхностью, по которой наггряжение (в направлении, нормальном плоскости трещины) равно пределу текучести материала. Для трещины типа I соотношения для напряжений н элементарном объеме на расстоянии г от края трещины (рисунок 4.27) имеют вид [c.292]

Таким образом, в рамках подходов линейной механики разрушения локальные свойства торможения 1рещины (трещиностойкость) при отрыве определяются только критическим значением коэффициента интенсивности напряжений, т.е. значением коэффициента К. при сингулярной части компонентов К [c.294]

Аналогичная концепция развивалась позднее А.А. Веллсом. Критерий критического раскрытия трещины эквивалентен 0, в пределах применимости линейной механики разрушения. В условиях упругопластического поведения материала с трещиной предельное раскрытие трещины 5с, при котором наступает нестабильность разрушения, зависит от стеснения пластической деформации на фронте трещины и поэтому связь между и более сложная и пока не установлена. [c.296]

Линейная механика разрушения не ана шзирует динамику процесса разрушения, а лишь устанавливает наличие критической точки, при достижении которой трещина становится неустойчивой. При этом подходы линейной механики разрушения не позволяют прогнозировать влияние скорости нагружения и температуры на параметры трещиностойкости. [c.297]

Исследования отклика системы на скорость движения усталостной трещины открыли возможность резкого повышения информативности опытов по механическим испытаниям при учете критических точек [3]. Процессу разрушения, как и другим неравновесным процессам, свойственны стадийность и многомасштабность. При циклическом нагружении легче всего изучать особенности разрушения на различных масштабных уровнях [32-35]. Путь к этому открыла линейная механика разрушения, так как позволила описать локальное (у края трещины) напряженное деформированное состояние. При матическом на1ружении образца с предварительно созданной трещиной трудно обеспечить ус]ювия плоской деформации на фронте трепщны. Напомним, что условия плоской деформации предполагают образование у края трещины зоны пластической деформации, пренебрежительно малой по сравнению с длиной трещины. Для этого требуется испытать крупно1абаритные образцы при пониженной температуре (в случае пластичных материалов). [c.300]

Другой вывод, вытекаюший из анализа иерархической последовательности бифуркаций, отраженный в диаграмме (см. рисунок 4.31) - неизбежность разброса экспериментальных данных но трещиностойкости материалов, определяемых в соответствии с рекомендациями линейной механики разрушения. (Слово разброс взято в кавычки, так как это естественное поведение трещины в точке бифуркации. В этой точке нельзя заранее предсказать, по какому пути пойде т система при переходе в новое состояние.) [c.311]

Рассмотрение явления разрушения мегаллов как процесса, связанного с неравновесными фазовыми переходами, гюзволяет ввести обобщенные критерии разрушения, отражающие коллективные эффекты при пластической деформации и разрушении твердых тел при самоорганизации диссипативных структур. Из анализа разрушения о позиций синергетики следует, что устойчивость процессов деформации и разрушения твердых тел определяется диссипативными свойствами среды вб]щзи точек неустойчивости. Показателем этих свойств вблизи неравновесных фазовых переходов являются двух- и трехпараметрические критерии, учитывающие кооперативное взаимодействие пластической деформации и разрушения. В этой связи критерии фрактальной механики разрушения являются комплексами - двух- или трехпараметрическими. Отличие двухпараметрических критериев фрактальной механики разрушения от используемых в линейной механике заключается в том, что они включают только критерии, контролирующие неравновесные фазовые переходы и охра- [c.340]

На начальном этапе своего развития описание всех процессов зарождения и развития трещин осуществлялось таким образом, как если бы трещины были прямыми отрезками и линиями. Такие трещины можно описывать асимптотическими уравнениями. Это была линейная механика разрушения. В ней рассматривалось исключительно хрупкое разрушение, происходящее при росте трещины без заметных пластических деформаций материала. Это послужило первым приближением к описанию ргзрушения. [c.19]

Создание новой техники невозможно без проектировочных и проверочных расчетов на прочность и долговечность, цель которых в конечном итоге - подтверждение правильности выбора материала, размеров элементов конструкций и машин, обеспечивающих их надежную работу в пределах заданных условий нагружения и срока службы. Обычно подобные расчеты выполняют на основании традиционных подходов сопротивления материалов с привлечением дополнительных методов, позволяющих уточнить напряженное состояние в рассчитываемых зонах деталей, и стандартных, как правило, экспериментов для получения нужных характеристик материалов. Однако увеличение мощности, производительности, КПД и других характеристик современной техники, большие габариты, сложные очертания конструкции, недоработанность технологии или случайные условия эксплуатации обусловливают возникновение дефектов, приводящих к нежелательным последствиям. Для учета в расчетах на прочность и долговечность существующих дефектов применяют методы линейной и нелинейной механики разрушения, основанные на анализе напряженно-деформированного состояния в окрестности фронта трещины. [c.5]

Получаем, что для учета пластической зоны достаточно в формуле коэффициента интенсивности напряжений заменить нолу-длину трещины Z на ZH- г . В этом и состоит так называемая поправка на пластичес1 ую деформацию при вычислении Кс по формуле для К. Эта поправка расширяет область справедливости линейной механики разрушения по разрушающим напряжениям в сторону их увеличения, но критическим длинам трещин — в сторону их уменынения. При плоской деформации пластическую поправку (в силу ее малости) можно не вводить. [c.75]

Дашевский Е. М. Решение плоской задачи линейной механики разрушении числияиым методом конечных элементов.— В кн. Численные методы, алгоритмы и программы.— Труды ЦНИИСК им. Кучеренко. Вып. 20.— М. 1971, с. 133—139. [c.373]

Выше было сказарю, что для описания закономерностей распространения усталостных трещин (РУТ) широко используются подходы линейной механики разрушения. В обпдем случае раскрытие трещины в твердом теле может быть осуществлено тремя путями (модами) при нормальных напряжениях возникает трещина типа "отрыв" (тип I) при плоском сдвиге образуется трещина типа И, или трещина типа "сдвиг" трещина типа "срез", или типа III, образуется при антиплоском сдвиге (рис. 30). [c.51]

На второй стадии деформирования пластическгш область выходит на контактные границы мягкого и твердого металлов (рис. 3.10, б). Здесь имеют место эффекты сдерживания пластического течения более твердым металлом и рост напряжений и Оу в пластической области, которую можно описать сетками линий скольжения. При этом пластическая область достаточно велика и подходы линейной механики разрушения будут некорректны. [c.92]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...