Ирвина теория

Ионизационный метод рентгено- и гамма-дефектоскопии 1—318 3—139 Ионизирующих излучений единицы 3—490 Иоффе эффект 1—318 Ирвина теория разрушения 3—106 Иридий 1—318, 129 [c.503]

Интерметаллиды 27, 82. 264 Ирвина теория 38 Карбидные ряды (строчки) 89 Карбиды 24, 27, 82, 87, 100, 170, 209, 221 [c.311]

В книге излагаются основные идеи и методы механики хрупкого разрушения, а также некоторые наиболее важные практические вопросы их приложений. В частности, изложены следующие вопросы теория Гриффитса — Ирвина, теория роста усталостных трещин, теория водородного охрупчивания, коррозия под напряжением, теория действия взрыва, адсорбционный эффект, теория огневого бурения, оптическое разрущение, масштабный эффект и т. д. [c.2]

Вследствие большой концентрации напряжений и деформаций у конца разреза их значение не может быть определено с помощью линейной теории упругости. В этом случае для определения напряжений и деформаций следует использовать, например, методы теории пластичности. С ростом внешней нагрузки растет и область, в которой начинают проявляться нелинейные эффекты. Если размеры этой области малы по сравнению с длиной трещины, то ее наличие можно учесть приближенно по Ирвину. [c.80]

Величина K = ai/ l, являющаяся коэффициентом интенсивности напряжений, вводится Д. Ирвином при анализе напряженного состояния у края трещины ме тода-ми теории упругости с привлечением функций комплексного переменного. Этот анализ для растянутой напряжениями а пластинки с трещиной длиной 21 приводит к выражению для нормального напряжения по поперечному сечению в окрестности трещины [c.25]

Физическое значение параметра было подробно проанализировано Ирвином и положено в основу его теории трещин (1957 г.). [c.519]

В теории разрушения Гриффитса — Ирвина считается, что трещина распространяется неустойчивым образом, когда скорость высвобождения энергии деформирования g достигает [c.224]

В теории Гриффитса — Ирвина предполагается, что трещина распространяется линейно. Существуют примеры невыполнения этого требования у реальных материалов, как изотропных [28], так и анизотропных [20]. Си [7] показал, что применение линейной упругой механики разрушения к однофазным материалам, в которых трещина распространяется нелинейно (это часто бывает при смешанных видах нагружения), может привести к большим ошибкам. Среди перечисленных далее теорий в некоторых из них рассматриваются только определенное направление роста трещины и напряженное состояние. Различные подходы механики разрушения можно классифицировать в соответствии с возможностью их прямого применения для решения задач анализа слоистых композитов с трещинами. [c.235]

Ирвин ввел новое понятие — коэффициент интенсивности напряжений К. Поясним его сущность. Распределение напряжений по поперечному сечению растянутой полосы, ослабленному поперечной трещиной, подчиняется зависимости гиперболического типа. Согласно ей при уменьшении расстояния от точки материальной части поперечного сечения до вершины трещины нормальные напряжения в поперечном сечении увеличиваются и устремляются к бесконечности, если указанное выше расстояние устремляется к нулю. Асимптотами являются линия, параллельная ослабленному поперечному сечению полосы и перпендикулярная ей линия, проходящая через вершину трещины. Вследствие перехода материала у вершины трещины в пластическое состояние пик напряжений срезается. В системе осей, совмещенных с асимптотами, можно рассмотреть бесчисленное множество гипербол, каждая из которых характеризуется своим параметром, представляющим собой произведение переменных, входящих в гиперболическую зависимость. Этот параметр называют коэффициентом при особенности, Аналогично, коэффициент К представляет собой коэффициент при особенности в зависимости между нормальным напряжением и расстоянием точки ослабленного сечения, в которой оно действует, от вершины трещины. В теории Ирвина коэффициент К — величина, полностью характеризующая локальное деформирование и разрушение на контуре макротрещины. Величина К зависит от формы тела и от граничных условий и определяется из решения глобальной (т. е. для всего тела в целом) задачи. Ирвиным было получено условие предельного равновесия трещины в форме [c.578]

На основании линейной теории упругости Ирвин и др. [c.76]

Анализ напряженного состояния на основании линейной теории упругости показал, что напряжение у вершины трещины имеет особенность вида Цг, где г — расстояние от конца разреза. Коэффициент при этом члене, не зависящий от локальных координат при вершине трещины, называют коэффициентом интенсивности напряжений. В 1957 г. Ирвин сформулировал локальный (силовой) критерий разрушения трещина распространяется тогда, когда коэффициент интенсивности напряжений достигает некоторого значения, постоянного для данного материала и заданных условий нагружения. Соответствующее критическое значение коэффициента интенсивности напряжений характеризует сопротивление материала развитию в нем трещин и часто называется параметром вязкости разрушения. Вместе с тем, поскольку интенсивность поля напряжений и де- [c.9]

Линейная механика разрушения, созданная Ирвином и Оро-ваном как обобщение теории Гриффитса на случай разрушения металла, дала импульс для проведения огромного числа работ [c.16]

В 1968 г. Дж. Райс в работах [25,26] применил основной интеграл Эшелби как мощный аппарат исследования. Только с этих работ началось на Западе использование /-интеграла в вычислениях. Однако до сих пор, насколько мне известно, ни Райс, ни кто-либо другой из западных аналитиков в этой области не применяют /-интеграл для вычислений непосредственно в особых точках (типа дислокации, конца трещины, точечного включения и т. п.). Даже формулу Ирвина в теории трещин Райс выводит из /-интеграла, предварительно размазав особенность по Дагдейлу (а точнее, как мы хорошо знаем, по Леонову — Панасюку). [c.354]

В 40-х годах возрождается интерес к проблеме хрупкого разрушения (особенно в США) в связи с многочисленными разрушениями конструкций типа сварных судов, газовых и жидкостных трубопроводов, нефтяных баков, газгольдеров, кабин и емкостей транспортных средств с перепадом давления, мостов, промышленных зданий и других сооружений. Неприятная особенность хрупкого разрушения, помимо его внезапности, состоит в том, что быстрое развитие трещин может происходить при напряжениях, значительно меньших, чем временное сопротивление материала, и поэтому кажущихся безопасными. Особый толчок для экспериментальных и теоретических работ [122, 125, 126] и последующего введения характеристик материала, оценивающих его сопротивление росту трещин, дало понятие квазихрупкого разрушения, аналитически выразившееся в том, что в теории Гриффитса к удельной поверхностной энергии добавляется энергия, затраченная на пластическую деформацию малых объемов в окрестности вновь образующейся единицы площади поверхности трещин [37, 96]. Отмеченное распространение Орованом и Ирвином теории Гриффитса на ква-зихрупкое разрушение существенно расширило область ее применения, поскольку в металлических материалах наблюдается именно квазихрупкое разрушение. Идеально хрупкое (упругое) разрушение, т. е. без возникновения пластических деформаций вплоть до разрушения, можно наблюдать на таких материалах, как кварц, силикатное стекло и т. п. Скорость трещины а за-критическом состоянии впервые была вычислена Моттом, а затем Робертсом и Уэллсом [2]. [c.9]

Таким образом, использование коицепции Оровапа — Ирвина позволяет, с одной стороны, сохранить решение теории упругости, с другой — получить новые эффекты, не описываемые при нулевом смещении в конце трещины. Учет второго слагаемого в [c.138]

Таким образом, применение вариационного принципа теории трещин может расширить постановку и возможности получения решений различных задач механ1гки разру)нония, а приведенные дримеры дают физически более естественные результаты, чем в случае применения концепции Гриффитса — Орована — Ирвина. [c.142]

Равенства (3.19) являются в теории трещин основными соотношениями, добавочными к уравнениям и условиям теории упругости. Эти соотношения, тесно связанные с идеей Гриффитса, были установлены и применены к решению многочисленных задач о равновесии и распространении трепщн Ирвином (1957 г.) и затем рядом других авторов. Полезно подчеркнуть, что для каждой отдельной трещины будет, вообще говоря, не одно, а два соотношения типа (3.19). В частных случаях, например, при наличии симметрии число существенных соотношений (3.19) сокращается. В общем случае соотношения (3.19) определяют не только длины трещин, но и их расположение в теле. [c.550]

Теория Гриффитса в оригинальной форме удобна для хрупких тел. В случае пластичных металлов размер готовых трещин, удовлетворяющих критерию Гриффитса (5.2), должен достигать нескольких миллиметров, что на практике редко встречается. А. В. Степанов [377] предположил, что такие трещины в металлах зарождаются в процессе пластической деформации, предшествующей разрушению Оро-ван [378] и Ирвин [379] модифицировали теорию Гриффитса для случая разрушения более пластичных материалов и показали, что соотношение (5.2) будет справедливо, если в нем параметр поверхностной энергии Уо заменить на параметр эффективной поверхностной энергии Уэф, который учитывает пластическую деформацию, предшествующую разрушению. В последующих работах [380] было показано, что эффективная поверхностная энергия является температурнозависимой характеристикой, в интервале температур хрупко-пластичного перехода изменяется на 2—3 порядка и имеет единую с пределом текучести термоактивационную природу. [c.188]

Представлена краткая история и обаор модифицированной механики раз рушения Гриффитса — Ирвина. Подчеркнуто значение коэффициента интенсивности напряжений и скорости высвобождения энергии деформирования в механике разрушения изотропных и анизотропных материалов. Кратко изложена эмпирическая трактовка процесса усталостного роста трещины в изотропной среде. Затем перечислены противоречия между основными предпосылками классической теории разрушения и особенностями протекания процесса разрушения в многофазных слоистых материалах. Тем самым показана необходимость некоторого смягчения исходных предпосылок теории разрушения, которое позволило бы создать практически применимые подходы для решения задач разрушения композитов. Очень кратко, вследствие неприменимости непосредственно к решению инженерных задач, изложены основные результаты, полученные при помощи методов микромеханики, позволяющих исследовать процессы взаимодействия между трещиной, волокном и связующим в бесконечной среде. Далее огшсаны основные концепции современных макромеханических подходов для описания процесса разрушения композитов. Отмечено, что все подходы, расчеты по которым находятся в соответствии с экспериментальными данными, исключают из рассмотрения нелинейную зону или зону разрушения у кончика трещины. Более сложные теории (с учетом критического объема, плотности энергии деформирования) наилучшим образом согласуются с экспериментами на однонаправленно армированных композитах, когда трещины распространяются параллельно волокнам. Эти теории также хорошо описывают нагружение слоистых композитов под углом к направлению армирования, когда преобладающее влияние на процесс разрушения оказывает растрескивание полимерной матрицы. Расчеты по двум приближенным теориям (гипотетической трещины и критического расстояния) и комбинированному методу (модель тонкой пластической зоны) сравниваются с данными, полученными при испытании слоистых композитов с симметричной схемой армирования [ 6°]s. Приведены данные о хорошем соответствии степенной аппроксимации, применяемой для описания скорости роста трещины, результатам испытаний на усталость слоистых композитов с концентраторами напряжений. [c.221]

В это время Орован [3] и Ирвин [4] независимо обнаружили, что хрупкое разрушение высокопрочных металлов сопровождается существенными пластическими деформациями в области, примыкающей к разрушенным поверхностям. Было также показано, что если энергию, рассеянную при образовании этой пластической области, ввести в теорию Гриффитса в том же виде, что и освобождающуюся упругую энергию (т. е, как энергию на единицу поверхности трещины), то модифицированная теория Гриффитса довольно точно предсказывает неустойчивый рост трещины для ряда высокопрочных конструкционных сплавов. [c.222]

Использование концепции коэффициента интенсивности позволило получить решения целого ряда задач о телах с трещинами. Многие из этих решений приведены в справочниках [8, 9]. Теория Ирвина была также распространена и на анизотропные среды [10—12]. Включение эффектов пластичности в анализ разрушения [13, 14] привело к созданию довольно сложных и полезных теорий для однородных ква-зихрупких материалов. В 1972 г. общество ASTM официально приняло определения и методы измерения вязкости разрушения [15]. [c.223]

By [20], а также Си и Чен [21] показали, что в однонаправленных слоистых композитах трещина в матрице, ориентированная параллельно волокнам, распространяется линейно и что к этому случаю применимы принципы, выдвинутые в разд. 6.1 и 6.2. Однако, если направления трещины и волокон не совпадают, условие линейного роста трещины не выполняется и, таким образом, нарушается основная предпосылка модифицированной теории Гриффитса — Ирвина. [c.234]

V. Модель тонкой пластической зоны. Концепция, альтернативная теории разрушения Гриффитса — Ирвина, была выдвинута несколько лет назад Г. И. Баренблаттом [39]. Чтобы избежать бесконечно больших напряжений в кончике трещины, он предложил, что в области перед трещиной, где полное разделение материала еще не наступило, действует поле когезионных сил (рис. 6.10, а). Считая, что напряжения в этом поле постоянны и равны напряжению текучести Oys, Даг-дейл [40] получил первое приближенное решение упругопластической задачи для трещины нормального разрыва (I рода). Дагдейл предполол<ил, что зона текучести перед кончиком трещины в плоскости трещины имеет вид узкой щели с пластической областью размером Ьо, которая увеличивается с размером трещины до предельного значения (рис. 6,10,6). [c.240]

При написании главы автор попытался акцентировать внимание на линейной упругой механике разрушения и ограничениях при оценке с ее помощью предельных напряжений слоистых композитов с концентраторами напряжений. С этой целью приведен обзор модифицированной механики разрушения Гриффитса — Ирвина для изотропных и анизотропных материалов. Коротко изложено применение механики разрушения для предсказания роста трещины при усталостном нагружении. Перечислены условия, при которых схема армирования и особенности поведения композита вступают в противоречие с основными предпосылками указанной теории разрушения. Таким образом, показана необходимость смягчения некоторых теоретических ограничений, без которого методы механики разрушения нельзя применить для расчета предельных напряжений слоистых композитов с трещиной. Мик-ромеханический подход, использующий линейную упругую механику разрушения для оценки влияния параметрических [c.244]

Анализ интенсивностей напряжений (по Ирвину Ki = = EGIn) показывает, что разрушение наступит в момент достижения критического распределения напряжений, которое устанавливается уравнениями линейной теории упругости. Введенное Ирвином понятие критического коэффициента интенсивности напряжений (Kid Кпс Km ) является в настоящее время одним из критериев сопротивления металлических материалов хрупкому разрушению. В зависимости от формы и размеров тела и трещины, а также от способа нагружения тела этот коэффициент имеет различные значения. При этом рещение целого ряда краевых задач, которые представляют собой самостоятельную область теории упругости, сводится к определению коэффициента интенсивности напряжений. [c.25]

Для анализа процесса разрушения материалов были созданы различные теории прочности теория наибольших касательных деформаций, или приведенных напряжений Сен-Венана теория максимальных касательных напряжений, или критерий Кулона—Треска, который был использован для разработки условия пластичности Треска—Сен-Венана ряд энергетических теорий (Губер, Бельт-рами, Мотт) уточненная теория наибольших касательных напряжений (теория Мора) и последующие обобщения этой теории с учетом вида напряженного состояния теория трещипообразования (Гриффитс, А. Ф. Иоффе) дислокационные теории разрушения (Ирвин, Орован, Орлов В. С., Зинер, Стро, Коттрелл, Хонда и др.). [c.15]

В работах Гриффитса материал принимался идеально хрупким (абсолютно упругим и подчиняющимся закону Гука вплоть до разрушения). Позднее Ирвин i) и Орован расширили область применимости теории трещин, введя понятие квазихрупкого механизма разрушения, согласно которому в теле возникают пластические деформации, но они сосредоточиваются в очень тонком слое вблизи контура трещины у ее вершины. Ниже в основном коснемся идеально хрупкого поведения материала и лишь в конце параграфа поясним подход к решению проблемы в случае квазихрупкого материала. Так как ширина трещины лредпола-гается намного меньше двух других ее размеров, трещину можно считать поверхностью разрыва сплошности материала, на которой одна нормальная (чаще всего) или все три составляющие перемещения претерпевают разрыв. [c.575]

Ирвин и Орован ввели в теорию, вместо имеющейся у Гриффитса V — плотности энергии, соответствующей силам поверхностного натяжения, величину Уафф — эффективную плотность поверхностной [c.578]

Зависимости о от К, данные которых были представлены вначале, являются наиболее удачным выражением кинетических особенностей растрескивания и зависимости растрескивания от напряжения. Использование коэффициента интенсивности напряжения, несомненно, удовлетворяет тех, кто рассматривает линейную упругую механику разрушения в качестве основного средства решений всех проблем разрушения, но не удовлетворяет тех, кто считает, что такие зависимости не дают достаточной информации о КР. Вероятно, истина находится между этими двумя крайностями. Достижение механики разрушения (для металлических материалов) базируется на теории Гриффитса [199] разрушения упругих твердых тел. Согласно анализу Орована — Ирвина для металлических материалов [200, 201] в процессе разрушения совершается работа пластической деформации дополнительно к работе упругой деформации, необходимой для образования новых поверхностей. Таким образом, уравнение Гриффитса изменяется и для плосконапряженного состояния принимает вид От = = (2 E -fs+yp)In ) h. [c.389]

Определение теоретических значений предела прочности с помощью соотношений энергетического баланса между энергией деформации, высвобождаемой при растрескивании, с одной стороны, и энергией, требуемой для образования новой поверхности,— с другой, нашло широкое распространение. Ирвин и Орован независимо в 1948 г. пришли к выводу, что при исследовании металлов теория Гриффитса нуждается в модификации, позволяющей учесть внутреннюю вязкость. Даже в тех случаях, когда разрушение можно считать хрупким, по их мнению, в области, граничащей с поверхностью разрушения, всегда происходит пластическое течение. Они предположили, что к поверхностной энергии Wa должна добавляться необратимо рассеиваемая энергия при пластическом течении Wp (на единицу площади). В соответствии с этим предположением выражение (3.11) должно иметь вид [c.47]

Соотношение (3.13) называется критерием самопроизвольного распространения трещины Гриффитса — Ирвина — Орована. Эта теория была проверена на образцах из мягкой стали с искусственными трещинами, и было установлено, как и предполагалось, что разрушающее напряжение Стр пропорционально величине [c.47]

Результаты исследований Гриффитса, Ирвина и Орована значительно способствовали установлению соответствия между теорией и экспериментом и пониманию поведения металлов под нагрузкой. Итогом этих исследований явилась разработка двух основных используемых в технике теорий, а именно теории дислокаций и механики разрушения. Были предложены также и другие теории, использующие понятия дефектов, вакансий и блочных дефектов. Однако ни одна из них не могла полностью объяснить несоответствия между теоретическими и экспериментальными значениями прочности без многих сомнительных предположений, пока не была создана теория дислокаций. [c.47]

Благодаря развитию теории дислокаций достигнуты заметные успехи в объяснении механизмов деформирования и разрушения технических материалов на атомистическом уровне. Однако эта теория не дает в распоряжение инженеров средств, позволяющих производить количественные оценки критических условий нагружения, размеров и форм конструкции, а также свойств материалов. В связи с этим наряду с проведением исследований на микроскопическом уровне по построению и развитию теории дислокаций проводились исследования на макроскопическом уровне с целью создания моделей разрушения элементов машин и конструкций, т. е. в области, известной ныне под названием механики разрушения. Начиная с появления работ Гриффитса, Орована и Ирвина, исследования в области механики разрушения в значительной степени были стимулированы разрушениями 1289 (из них 233 случая [c.60]

Гриффитса Ирвина — Оровано критерий 47 Гриффитса теория 45, 46 Губера — Мизеса — Генки гипотеза см Формоизменения удельной энергии, ги-потеза разрушения Гудмана диаграмма см. Смита диаграмма [c.615]

Ирвин [24] и Орован [25] усовершенствовали теорию Гриффитса путем введения в нее скоростидиссипации энергии на пластических деформациях (кратко, пластической диссипации) в области пластического течения в окрестности вершины трещины так, что эта теория стала применимой к исследованию разрушения. металлов. Энергия диссипации на пластических де- [c.13]

Таким образом, необходимым условием начала разрушения в теории Гриффитса является упомянутое выше условие равенства (баланса) энергий, модифицированное в работах Ирвина и Орована (см. [26]). Поскольку данная теория использует глобальное условие энергетического баланса в разрушающемся упругом теле, то очевидно, что попытка предсказать типы возможного разрушения в рамках данного подхода может натолкнуться на весьма серьезные трудности, в частности так произойдет в задаче о росте малых дефектов в теле большой протяженности. Для решения этой проблемы Ирвин [10] предложил рассматривать вместо величины скорости подвода полной энергии локальную скорость высвобождения энергии в окрестности вершины движущейся трещины. [c.15]

Скорость диссипации энергии на пластических деформациях, являющуюся в соответствии с теорией Гриффитса — Ирвина — Орована константой материала, можно теперь заменить другой материальной константой, равной критической скорости высвобождения энергии деформаций S в момент страгивания трещины. Поскольку коэффициент интенсивности напряжений Ki выражается через величину I , по формуле (10), то теорию Гриффитса — Ирвина — Орована можно переформулировать с использованием понятия коэффициента интенсивности напряжений К, который, таким образом, сравнивается с характеристикой материала К с по страгиванию трещины. Данное критическое значение коэффициента интенсивности напряжений Кю называют вязкостью разрущения размерность вязкости разрушения равна [напряжение X (длина) /2]. [c.21]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...