Динамическая механика разрушения

Таким образом, показано, что предлагаемый метод расчета параметров динамической механики разрушения (КИН, G, v). при соответствующем выборе шага интегрирования Ат позволяет довольно надежно и достаточно просто осуществлять указанную процедуру с учетом волновых явлений и перераспределения полей напряжений по мере развития трещины. [c.252]

К динамической механике разрушения относятся также разнообразные задачи ветвления и определение траекторий движущихся трещин, которые, однако, здесь не рассматриваются. [c.405]

В последние годы получила развитие динамическая механика разрушения [248], использующая аналитические, численные и экспериментальные методы. Для экспериментального исследования напряженного состояния вблизи вершины трещины и кинетики трещины применяют различные методы, включая методы фотоупругости и теневых зон (метод каустик). [c.145]

Партоном и Борисовским [248] проведен анализ экспериментальных данных последних лет по динамике трещин, выявивший колебательный характер движения трещины в различных твердых телах (в том числе в металлах и полимерах), ветвление трещин на различных масштабных уровнях, скачкообразное изменение скорости роста трещин, опережающее зарождение микротрещин, и другие дефекты. Это позволило авторам развить новую концепцию динамического разрушения, сформулировать задачи динамической механики разрушения и установить отличие ее подходов от квазистатической механики. Предмет динамической механики разрушения включает решение следующих задач [248] [c.145]

Но прежде чем повести за собой читателя, не могу удержаться от соблазна пройти небольшой путь с видом налево. Давайте поговорим о некоторых теоретических решениях задач динамической механики разрушения. Ведь эти задачи являются едва лп не сложнейшими в механике деформируемого твердого тела, и на их решения уходили годы [c.159]

При численном решении первой задачи в случае тела конечных размеров коэффициенты интенсивности напряжений определяются при помощи форм и частот свободных колебаний, которые могут сильно зависеть от конфигурации и длины дефекта. В связи с этим можно отнести к динамической механике разрушения и исследования влияния трещин на формы и частоты свободных колебаний (такие исследования важны и для диагностики дефектов неразрушающими методами контроля). [c.160]

При решении поставленных основных задач применяются как численные, так и аналитические методы в сочетании (в некоторых случаях) с использованием экспериментальных результатов. Аналитические решения задач динамической механики разрушения в случае трещин нормального разрыва, поперечного и продольного сдвига позволяют сделать важнейшие качественные выводы о процессах, предшествующих хрупкому разрушению при динамическом нагружении, и о распространении фронта разрушения. [c.160]

Итак, моншо выделить следующие основные положения идеализированной модели динамической механика разрушения. [c.165]

Подведем итоги. Мы познакомились с основными положениями идеализированной модели динамической механики разрушения, проанализировали ее основные противоречия, вскрыли их причины. На этом наша экскурсия в динамическую механику разрушения заканчивается. Хочется надеяться, что нашлись читатели, которым она все л е показалась увлекательной. [c.174]

Что же касается динамической механики разрушения, которая исследует стабильность стационарных трещин под действием динамических нагрузок и процессы распространения трещин, то здесь теоретические достижения пока недостаточно подкрепляются практическими рекомендациями. Это объясняется, прежде всего, чрезвычайной сложностью описания динамики разрушения, а также сложившейся диспропорцией между развитием теоретических и зкспериментальных методов исследования распространения трещин динамической механики разрушения. Длительное время прогресс в динамической механике разрушения связывался с решением модельных задач в идеализированных постановках методами математической теории упругости и численными методами (эти методы с достаточной полнотой представлены в монографии [28]). При этом вопросы соответствия идеализированных постановок реальным условиям динамического разрушения [c.3]

Однако в последние несколько лет число работ по экспериментальным методам динамической механики разрушения резко возросло и сложившаяся ситуация потребовала пересмотра ряда положений динамической механики разрушения, такого изложения ее результатов, где ... любое рассуждение, любое описание, в которое мы облекаем явления действительности, сопровождается лейтмотивом, постоянно повторяющейся мелодией мы обязаны подчиняться опыту и подвергать логической проверке язык, которым мы пользуемся . [c.4]

Число публикаций по дина лической механике разрушения непрерывно возрастает и достигает сейчас нескольких сотен статей ежегодно. Чтобы объяснить возрастающий интерес к исследованиям динамики разрушения, необходимо понять, в чем состоит предмет динамической механики разрушения и какова ее взаимосвязь с квази стати ческой механикой разрушения. [c.4]

Отметим здесь основные черты, характеризующие современное состояние динамической механики разрушения. Основной объект ее рассмотрения в рамках идеализированной модели хрупкого разрушения - это рост прямолинейной трещины в упругой плоскости. При этом в вершине трещины возникают неограниченные напряжения, которые описываются коэффициентами интенсивности. [c.5]

Динамическая механика разрушения — огромное поле деятельности для исследователей, и авторы убеждены, что совместные усилия теоретиков, экспериментаторов и расчетчиков неизбежно приведут к важным практическим достижениям и в этой области. [c.8]

ОСНОВЫ ДИНАМИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ РАЗРУШЕНИЯ [c.10]

Полученные в настоящем разделе не зависящие от пути интегрирования интегралы эффективно применяются при численном решении задач динамической механики разрушения. [c.36]

НЕКОТОРЫЕ АНАЛИТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ В ДИНАМИЧЕСКОЙ МЕХАНИКЕ РАЗРУШЕНИЯ [c.36]

ЧИСЛЕННЫЕ И СМЕШАННЫЕ ЧИСЛЕННО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ДИНАМИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ РАЗРУШЕНИЯ [c.50]

ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ДИНАМИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ РАЗРУШЕНИЯ [c.86]

В последние годы получила развитие динамическая механика разрушения [32], использующая аналитические, численные и экспериментальные методы. Для экспериментального исследования напряже1пюго состояния вблизи вершины трещины и кинетики трещины применяют различные методы, включая методы фотоупругости и теневых зон (каустик). Созданные модели динамического разрушения используют те же положения, что и для квазистатиче-ского разрушения, а именно - представления о коэффициенте интенсивности напряжений и условие постоянства удельной энергии разрушения. Эти модели динамического разрушения базируются на предположении о непрерывном характере роста трещин. Экспериментальные данные, однако, показывают дис- [c.297]

При решении поставленных выше задач применяются как численные, так и аналитические методы в сочетании (в некоторых случаях) с результатами соответствующих экспериментов. Аналитические методы применяются, как правило, для плоских конструкций (бесконечная плоскость с полубесконечной или конечной трещиной, полоса с полубесконечной или конечной трещиной, а также пространство с круговой в плане (дисковидной) трещиной). Аналитические решения задач динамической механики разрушения в случае трещин нормального разрыва, поперечного сдвига и продольного сдвига позволяют сделать важнейшие качественные выводы о процессах, предшествующих хрупкому разрушению при динамическом нагружении, и о распространении фронта разрушения. [c.404]

Наиболее существенные результаты в динамической механике разрушения получены в рамках линеаризованной теории, в которой предполагается, что зона проявления нелинейных эффектов мала по сравнению с длиной трещины, а поле напряжений вокруг пластической области оппсывается асимптотическими формулами, полученными из решения упругой задачи. Это поле напряжений сингулярно, и главный член его разложения по степеням расстояния от конца трещины г, как п в статике, имеет вид К/У г. Угловое же распределение напряжений и перемещений в окрестности вершины стационарной трещины одинаково при статическом и динамическом нагружении, а влияние инерционного эффекта заключается в том, что коэффициент интенсивности напряжений становится зависящим от времени. Кроме того, исследования показывают, что спустя некоторый период времени после приложения нагрузки характер зависимости коэффициентов интенсивности напряжений и импульсных нагрузок от времени идентичен. Однако в течение этого периода времени коэффициент интенсивности напряжений достигает своего пикового значения, иногда значительно превышающего статическое (аналогичный вывод можно сделать и в случае гармонического нагружения тела с трещиной). [c.407]

Первая половина книги (гл. 1—5) посвящена изложению основных положений теоретической механики разрушения. В них приводятся основные соотношения упругой, уиругопластпческой и динамической механики разрушения, содержится обширный материал по применению не зависящего от пути энергетического интеграла в качестве критериального параметра механики разрушения с учетом нелинейных и динамических эффектов. [c.6]

У думающего читателя, прочитавшего название этого параграфа, сразу возникнут несколько вопросов. Во-первых, если существует динамическая механика разрушения, то, наверное, есть еще и статическая механика разрушения Во-вторых, как же это согласуется с тем, что разрушение чаще всего происходит вследствие неустойчивого распространения трещины (т. е. является существенно динамическим процессом) О какой же механике разрушения шла речь до сих пор Нужно сразу признаться, что эти вопросы отнюдь не просты, и ответы на них далеко не очевидны Действительно, процесс разрушения характеризуется (по крайней мере на заключительной стадии) быстрым распространением магистральной трещины или семейства разветвленных трещин, т. е. является существенно динамическим. В описании этого процесса иа микро- и макроуровнях остается много неясного, и когда мы встречаем в литературе утверждение о том, что механика разрушения предоставляет необходимый аппарат для расчета прочности тел и конструкций, то подразумеваем так называемую квазистатическую механику разрушения, которая дает ответ на вопрос о том, является ли существующая магистральная трещина устойчивой или нет. В самом деле, квазистатическая механика разрушения разработана достаточно хорошо, по это лишь первое прибли кепие к описанию разрушения, позволяющее судить только о том, начнется катастрофический рост трещины или нет. Предмет же динамической механики разрушения значительно шире, чем квазиста-тической. Если в квазистатпческой механике разрушения формулируется только критерий неустойчивого распространения трещины, то в динамической механике разрушения р1ужио установить ряд критериев для старта, [c.157]

Итак, на нынешней стадии своего развития теория динамической механики разрушения весьма противоречива, и сейчас имеппо динамическая механика разрушения является той областью, где необходима концентра- [c.158]

В доминирующей сейчас в динамической механике разрушения модели обычно рассматривается рост прямолинейной трещины в упругой плоскости. При этом в вершине возникают неограниченные напряжения, и процесс разрушения предполагается происходящим собственно в самой вершине трещины. Кроме того, предполагается, что расход энергии на образование единицы новой поверхности является константой материала. Исходя из этого, рассчитывается упругодинамическое поле напряжений в вершине трещины и формулируется критерий распространения трещины — уравнение энергетического баланса (88). [c.165]

Что же касается первого положения динамической механики разрушения, в котором идет речь о напряженном состоянии в вершине трещины (а не о критериях разрушения — им посвящено второе положение этой теории), то и здесь возникает целый ряд вопросов — например, почему при небольших скоростях нагружения и умеренных нагрузках имеется соответствие между теоретически и экспериментально найденными коэффициентами интенсивности напряжений, а при больших скоростях нагружения и высоких нагрузках этого соответствия нет Конечно, можно здесь говорить о том, что эксперименты проводятся в пластинах, где наблюдается дисперсия волн, а характер напряженного состояния в вершине отличается от двумерного (что предполагается при теоретическом определении коэффициентов интенсивности напряжений), и все это будет действительно верно. Но главная причина расхождений теории с практикой состопт все же не в этом. [c.166]

Идеализированные модели разрушения и результаты аналитических решений применительно к прикладным задачам динамической механики разрушения имеют ряд недостатков и не всегда корректны. Тем не менее, идеализированная модель может быть успешно использована с привлечением некоторых экспериментальных характеристик процесса разрушения. Поэтому в динамической механике разрушения особое значение приобретает разработка смешанных аналитико-экспе- [c.248]

В соответствии со сказанным цель данной книги - осветить новейшие достижения динамической механики разрушения, изложить экспериментальные методы исследования распространения трещин, сравнить теоретические и экспериментальные результаты, что, как надеются авторы, должно стимулировать экспериментальные исследования по динамике раэрушения. Существующие сейчас объем и уровень этих исследований явно недостаточны для решения поставленных перед машиностроением задач, а наметившиеся попытки стандартизации [ 23 ] пока не учитьшают многообразия явлений, возникающих при динамическом нагружении. [c.4]

Очевидно, что предмет динамической механики разрушения значительно шире, чем квазистатической. Если в квазистатической механике разрушения формулируется только критерий неустойчивого распространения трещины, то в динамической механике разрушения нужно установить ряд критериев для старта, остановки, распространения, искривления и ветвления трещин. В рамках упомянутой выше идеализированной модели при этом возникает соответственно целый спектр критических коэффициентов интенсивности козффициент интенсивности старта, зависящий от скорости нагр)окения, коэффициенты интенсивности остановки, ветвления и, наконец, критический козффициент интенсивности, зависящий от скорости распространения трещины. Некоторые экспериментальные данные по значениям коэффициентов интенсивности напряжений удается удовлетворительно объяснить, а некоторые — приводят к противоречиям с теоретическими положениями. Однако опубликованные экспериментальные данные и сами по себе противоречивы. Возможно,дело здесь в том, что во многих экспериментах пренебрегалось взаимодействием отраженных от границ образцов волн напряжений с вершиной трещины, недостаточно точно измерялись скорость распространения трещины и коэффициенты интенсивности напряжений. [c.5]

Итак, динамическая механика разрушения занимает особое место в механике деформированного твердого тела. Во-первых, в ней остается множество открытых вопросов, и она переживает сейчас период своего становления — новые результаты заставляют пересматривать даже ее основные положения. Во-вторых, в ней используются чрезвычайно разнообразные аналитические, численные и экспериментальные методы. Этим и объясняется сделанная в предлагаемой книге попытка осветить современное состояние динамической механики разрушения, представить ее основные экспериментальные методы и новейшие дости-жшия. [c.5]

Наиболее важными методами динамической механики разрушения являются экспериментальные методы исследования напряженного состояния вбпизи вершины трещины. Среди них выделяются оптические экспериментальные методы широко известный метод фотоупругости, метод теневых зон (каустик) и метод проецирования на фокальную плоскость. Первый основан на анализе картин изохром, получающихся при прохождении света через оптически чувствительный материал, а второй и третий - на преобразовании сингулярности напряжений в оптическую сингулярность. При этом для определения коэффициентов интенсивности напряжений анализируется размер сингулярной (теневой) зоны или интенсивность света в сингулярной точке на фокальной плоскости. Последние два метода могут применяться и в случае отраженного света, что позволяет исследовать металлические образцы. Каждый из указанных методов о Опадает своими характерными достоинствами и недостатками, однако в целом они позволяют исследовать распространение трещин с достаточной точностью. [c.6]

Итак, ясно, что идеализированная модель разрушения характеризуется рядом недостатков, которые следует учитывать в случае применения динамической механики разрушения для инженерной практики. В то же время зта модель является практически единственной, позволяющей дать описание распространения фронта разрушения на макроуровне. Исходя из сказанного выше, можно предположить, что хотя вдеализированная модель непригодна для вывода критериев разрушения (т. е. критериев старта, остановки, распространения, искривления, ветвления), она вполне пригодна в тех случаях, когда основные характеристики процесса разрушения (скорость трещины, условия старта и остановки и т. д.) известны из эксперимента и требуется рассчитать напряженное состояние или вьшолнить моделирование роста трещины. Таким образом, в динамической механике разрушения особое значение приобретают смешанные аналитико-экспериментальные и численно-экспериментальные подходы. [c.8]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...