Основы динамической механики разрушения

ОСНОВЫ ДИНАМИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ РАЗРУШЕНИЯ [c.10]

В настоящее время принято находить условия предотвращения начала нестабильного разрушения стальных конструкций на основе принципов механики разрущения. Однако в связи с трудностью учета таких факторов, как остаточные напряжения, эффекты динамического нагружения, изменение свойств материала во время эксплуатации, докритический рост трещины вследствие усталости или коррозионных напряжений и, разумеется, многих других факторов, желательно в тех случаях, когда разрушение может иметь чрезвычайно серьезные последствия, их предусмотреть и также стремиться к предотвращению распространения трещины на большие расстояния, поскольку на этом пути можно избежать полного разрушения конструкции. [c.134]

Исследование эрозии поверхностей при ударе твердых частиц неизбежно приводит к необходимости привлечения аппарата механики разрушения материалов. К сожалению, использование традиционных квазистатических моделей механики разрушения не позволяет объяснять многие наблюдаемые эффекты. Во многих случаях это связано с тем, что применяемые классические критерии разрушения не соответствуют специфике эрозионного процесса. Эрозионное разрушение — процесс сугубо динамический, поэтому он не может быть эффективно проанализирован на основе традиционных статических критериальных соотношений, каким является, например, критерий критического напряжения. [c.640]

Моделирование хрупкого разрушения. Фрактографический анализ показывает [13], что при эрозионном разрушении определяющим фактором является образование хрупких кольцевых трещин, производимых контактным динамическим взаимодействием летящих твердых частиц с поверхностью. Применяемые в экспериментах по эрозионному разрушению мелкие частицы радиусом порядка нескольких десятков или сотен микрон при контактном взаимодействии с поверхностью производят чрезвычайно короткие разрывающие импульсы. Зная их характеристики, а также значение пороговой скорости удара (потока), при которой начинается эрозионное разрушение поверхности, можно определить элементарный квант разрушения [8, 9] и соответствующее ему инкубационное время. С другой стороны, зная определяющие параметры критерия разрушения, можно рассчитывать принципиальные характеристики эрозионного процесса. Покажем, как данная схема может быть реализована в простейшем приближении на основе классической задачи механики контактного удара [4]. Пусть сферическая твердая частица радиуса R со скоростью V падает на поверхность упругого полупространства. Считаем, что уравнение движения частицы (индентора) записывается в виде [c.642]

Среди оптических экспериментальных методов, применяющихся в динамической механике разрушения, весьма эффективным и популярным стал так назьшаемый метод каустик [ 107 ]. Метод може- применяться с использованием проходящего света для прозрачных материалов и отраженного света для непрозрачных. Физическая основа метода состоит в следующем. Образец, содержащий вызванную концентратором (трещиной) сингулярность напряжений и нагруженный внешними силами, освещается параллельным пучком света. Повышение интенсивности напряжений в зоне, окружающей конец трещины, вызывает два эффекта уменьшает толщину пластины и изменяет показатель преломления материала. Следовательно, в первом приближении область, содержащая сингулярность напряжений, действует как рассеивающая линза, отклоняющая лучи света от оси пучка. Эти лучи образуют сильно освещенную сингулярную поверхность. При этом на экране, расположенном на удалении от образца и пересекающем эту поверхность, возникает сингулярная кривая (каустика), ограничивающая теневую зону. Метод каустик, таким образом, основан на преобразова ии сингулярного поля напряжений в оптическую сингулярность (каустику), причем размер каустик удается однозначно связать с коэффициентами интенсивности напряжений. [c.97]

При исследовании динамики разрушения возникают следующие задачи. Во-первых, при каких условиях квазистатического или динамического нагружения начинается катастрофическое распространение трещины заданных размеров Во-вюрых, при каких условиях разгрузки распространяющаяся трещина остановится В-третьих, какие параметры нагрузки и материала определяют распространение трещины В-четвертых, при каких условиях распространяющаяся трещина разветвится и какой механизм лежит в основе этого явления Эти задачи назьшают задачами старта, остановки, распространения и ветвления соответственно. Их решение и составляет предмет динамической механики разрушения. [c.159]

Эта формула имеет не только теоретическое но и практическое значение. Она щироко используется при решении прикладных задач динамической теории упругости и является основой метода граничных элементов и положена в основу методов, используемых нами при решении эадач динамической механики разрушения. [c.203]

Рассмотрены процессы повреждения и разрушения материалов и элементов конструкций и формулировки критериев разрушения на основе подхода, включаюшего механику деформируемого твердого тела, механику разрушения и физику прочности и пластичности. Приведены подходы к описанию кинетики трещин при статическом, циклическом и динамическом нагружениях элементов конструкций. Рассмотрены методы и алгоритмы численного решения упруговязкопластических задач при квазистатическом (длительном и циклическом) и динамическом нагружениях. Основу книги составили результаты, полученные авторами. [c.2]

В этих случаях определяется поле упругош1астических деформаций и используются коэффициенты интенсивности деформаций [5]. Деформационные критерии и параметры нелинейной механики разрушения полагаются в основу расчетов на прочность на стадии проектирования. В нормативных документах [7, 8] описаны методы определения характеристик вязкости разрушения (трещиностойкости) при статическом и динамическом нагружении. [c.126]

Канада [78, 80]. Все легководные и тяжеловодные реакторы в Канаде спроектированы в предположении, что возможно внезапное полное разрушение главных высоконапряженных трубопроводов. Однако причина такого гильотинного разрушения не связывалась с механикой трубопроводов, напряжениями в трубопроводе, вязкостью материала, механикой разрушения. Постулат использовался как основа для проектирования контейнмента, систем останова реактора, систем аварийного охлаждения активной зоны реактора, а также для определения давления и температуры среды. Кроме того, постулат о внезапном разрыве трубопровода приводил к необходимости учитывать динамические эффекты, связанные с перемещениями концов оборванного трубопровода, реактивной силой струи, теплогидравлическими условиями. [c.235]

Явление усталостного разрушения было открыто В. Ранкином и А. Велером более ста лет тому назад. С тех пор оно было подвергнуто интенсивному изучению, и в настоящее время механика усталостного разрушения лежит в основе проектирования и расчета большинства динамически напряженных конструкций и машин. С разработкой вопросов усталости непосредственно связано повышение эксплуатационной надежности, снижение веса и увеличение экономических показателей использования динамически напряженных конструкций в народном хозяйстве. Начатые в первые годы этого столетия (М. В. Воропаев, К. К. Симинский) исследования усталости конструкционных материалов, в том числе мостовой стали, чугуна, авиадревисины, получили дальнейшее развитие после революции. М. В. Воропаев раньше многих зарубежных авторов подошел к изучению усталостного разрушения как к процессу и ввел представление о необратимых гистерезисных потерях как о причине усталостного разрушения. [c.405]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...