Динамическое распространение трещин

С математической точки зрения плоские задачи о динамическом распространении трещин с переменной скоростью сводятся к решению гиперболической системы уравнений (4.2) со смешанными граничными условиями, задаваемыми на плоскости (причем одно условие — сквозное), когда граница, разделяющая области задания смешанных условий, движется с переменной скоростью. [c.492]

Энергетический критерий Гриффитса для хрупкой линейно упругой среды в случае динамического распространения трещины продольного сдвига записывается с помощью коэффициента интенсивности Кг в таком виде [126] [c.502]

Феноменологический критерий разрушения, обсуждавшийся в предыдущем разделе, дает грубую оценку разрушения, поскольку здесь предполагается, что образование микроскопических трещин занимает большую часть жизни образца и после слияния в макроскопическую трещину разрушение происходит мгновенно. Однако в реальных конструкциях макроскопические трещины могут появляться и в процессе изготовления, и в процессе службы. Детальное рассмотрение квазистатического роста трещины может дать полезную информацию относительно снижения чувствительности материала к трещинам и для установления критических состояний трещины. Характер динамического распространения трещин, даже в изотропных материалах, изучен не так подробно, как квазистатический рост трещин, поэтому в настоящее время, по-видимому, преждевременно рассматривать применимость полученных данных к описанию разрушения композитов. Мы будем исследовать только квазистатический рост или устойчивость существующей в композите трещины. [c.214]

Трещиностойкость малоуглеродистых сталей при динамическом распространении трещины [c.69]

Динамическое распространение трещины в твердых телах [c.83]

В развитии механики разрушения и, в частности, в исследовании динамического распространения трещины концепция упругого коэффициента интенсивности напряжений сыграла фундаментальную и консолидирующую роль. В этом параграфе приводится формальное определение динамического коэффициента интенсивности напряжений через характеристики поля в окрестности вершины трещины, преобладающего в номинально упругом теле в процессе роста трещины. Вблизи любой точки края трещины, за исключением точек пересечения трещины с поверхностью твердого тела и угловых точек края, локальное распределение деформаций является в основном двумерным, и поля в окрестности вершины представляют собой комбинацию трещин типа 1 (плоское раскрытие трещины), типа 2 (плоский сдвиг) и типа 3 (антиплоский сдвиг). С целью ограничить исследование рассмотрением полей с конечной энергией (в конечных областях) вводится требование интегрируемости энергии деформации в любой подобласти. Кроме того, для решения поставленных задач предполагается, что ни скорость, ни направление трещины резко не меняются. [c.84]

Локальное поле напряжений в окрестности вершины трещины при динамическом распространении трещины для плоской сдвиговой моды (типа 2) и антиплоской сдвиговой моды (типа 3) [c.87]

В настоящей работе принята обычно используемая, хотя и не универсальная точка зрения, согласно которой сопротивление материала движению трещины контролируется критическим значением коэффициента интенсивности, достигаемым в процессе роста трещины. При динамическом распространении трещины в реальном материале сопротивление разрушению характеризуется измеряемой в опыте зависимостью критических значений коэффициента интенсивности напряжений (динамической вязкости разрушения) от мгновенной скорости вершины трещины. То обстоятельство, что динамическая вязкость разрушения на самом деле меняется с изменением скорости вершины трещины, неоднократно наблюдалось в опыте. На уровне континуальных моделей можно указать на две основные причины данной скоростной зависимости — инерционное сопротивление материала движению и влияние скорости деформации на сопротивление деформированию. Первая из этих причин — чисто динамическая,, вторая связана с определяющими соотношениями, описывающими поведение материала при его деформации. Основная цель настоящей работы заключается в анализе влияния инерции на связь динамической вязкости разрушения со скоростью распространения в динамике. Именно поэтому из рассмотрения исключены все формы скоростной зависимости в определяющих соотношениях. Другими словами, предполагается, что реакция материала на внешние воздействия в целом не проявляет скоростной зависимости, а критерий разрушения формулируется с использованием параметров, не зависящих ни от скорости деформации, ни от скорости распространения трещины. [c.104]

В случае b/h 0,4 динамическое распространение трещины может перейти вновь на устойчивый режим, как только треш ина станет сквозной, вследствие увеличения вязкости разрушения для сквозной трещины. [c.564]

Конечно, дискретный характер роста трещины может привести к серьезным сомнениям относительно справедливости теории, которая строится на предположении непрерьшного роста трещины. Однако исследование процесса динамического распространения трещин методом фотоупругости говорит в пользу справедливости принятия концепции средней скорости распространения трещины Дж.Р. Ирвина. В частности, дискретный характер распространения вершины трещины не влияет на картину полос изохром (см. рис. 4.1), т. е. на напряженно-деформированное состояние окрестности вершины бегущей трещины. [c.123]

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ДИНАМИЧЕСКОГО РАСПРОСТРАНЕНИЯ ТРЕЩИНЫ [c.17]

Имеются три особенности, которые характеризуют динамическое распространение трещины в этом материале. Во-первых, предельная скорость составляет около 13 000 дюйм/с (330 м/с), что равно 0,3 от скорости поперечных волн. Эта предельная скорость достигается при /С = 1600 фунт/дюйм (1,76 МН/м 2) PJ дальнейшее увеличение /С не приводит к повышению скоростей трещины. Так как К в этой области увеличивается, то это приводит к образованию шероховатой поверхности разрушения, нарущениям прямолинейности распространения и, наконец, при К = 4650 фунт/дюйм (5,12 МН/м - ) имеет место наиболее интенсивное ветвление. [c.117]

Далее в работе определяются деформации на конце трещины, обсуждаются вопросы динамического распространения трещины, произведено сравнение с экспериментальными данными. [c.417]

Соответствующая зависимость для случая динамического распространения трещин получена Г. П. Черепановым в 1968 г. [c.378]

Мы рассмотрим их после определения напряжений у края трещины в упругом теле. Вопросы, связанные с критериями квазистатического роста и динамического распространения трещин в упругих, упругопластических, дискретных телах, будут в дальнейшем обсуждаться неоднократно. [c.15]

Обычно физический процесс разрушения можно разделить на три основные стадии, а именно (1) образование трещины, (2) ква-зистатический рост трещины и (3) динамическое распространение трещины. Из всех этих трех стадий разрушения наиболее сложен процесс зарождения трещины обычно упоминаются такие параметры, как зернистая структура для кристаллических материалов, скопление дислокаций, локальная молекулярная конфигурация для полимеров и др. Механический смысл значения этих параметров находится вне поля нашего рассмотрения. [c.214]

Большинство авторов данной монографии принимали активное участие в работе Научно-методической комиссии по стандартизации в области механики разрущения. Основополагающим принципом работы комиссии после положительного опыта проведения базового эксперимента стала организация предварительных сериальных испытаний образцов по оценке влияния различных факторов на конечные результаты испытаний. В монографии представлена часть результатов таких испытаний по широкому комплексу вопросов статической, циклической и динамической трещиностойкоети, особенностей структуры и технологии получения конструкционных материалов. Это относится к исследованиям характеристик упругопластического разрущения сталей (гл. 1) и алюминиевых сплавов (гл. 7), определению характеристик трещиностойкоети малоуглеродистых сталей при динамическом распространении трещины (гл. 1), разработке методов испытаний листового проката на слоистое растрескивание (гл. 4) и сварных соединений на трещиностойкость (гл. 3, 4), комплексным испытаниям на трещиностойкость плакированных сталей (гл. 5). Исследования в указанных направлениях во многом были инициированы заданиями Научно-методической комиссии по стандартизации в области механики разрушения. Полученные результаты в дальнейшем использовались при подготовке соответствующих нормативных документов и проведении поверочных раечетов на трещиностойкость различных технических систем и конструкций. [c.8]

Эшелби [34] рассмотрел задачу о динамическом распространении трещины в условиях антинлоского сдвига при неравномерной скорости ее движения и в условиях квазистатического нагружения общего вида. Он построил полное рсшспие задачи, применив известный результат из теории распространения электромагнитных волн при неравномерном движении заряженной нити. Было установлено, что динамический коэффициент интенсивности напряжений представляет собой функцию мгновенной скорости движения вершины трещины, умноженную на статический коэффициент интенсивности напряжений для данной нагрузки и данной мгновенной длины трещины. Обозначив величину подрастания трещины через a t), имеем [c.115]

Поляризационно-динамическая установка и способ инициирования роста трещин для камер типа СФР были разработаны в лаборатории исследования напряжений МИСИ им. В.В. Куйбышева [43]. Рассмотрим методику определения динамического коэффициента интенсивности напряжений по картинам интерференционных полос. На рис. 4.1 представлены отдельные фрагменты покадровой съемки процесса динамического распространения трещины в предварительно растянутой пластине из отвержденной эпоксидной смолы, скорость съемки -650 ООО кадров в секунду. Многие исследователи считают картину интерференционных полос иодобной статической, игнорируя фактор распространения трещины. Делается допущение об идентичности распределения напряжений в статике и динамике. Однако квазистатическая методика определения динамического коэффициента интенсивности напряжений может привести к существенным погрешностям при больших скоростях распространения трещины. В самом деле, в вершине стационарной трещины на линии ее роста Оуу. В случае же распространяющейся трещины отношение главных напряжений Oyyj а у. на этой [c.86]

Анализ различных теорий динамического распространения трещин, выполненный Эрдоганом [138], привел к заключению, что предельная скорость движения трещины j должна зависеть от типа трещины. При условии обеспечения прямолинейного движения трещины теоретические пределы скорости в задачах продольного сдвига равны скорости волны сдвига, а в случае плоских и трехмерных задач — скорости волны Рэлея. При достижении этих скоростей устье трещины не поглощает энергию, а испускает [138] . Обзор последних достижений в области динамической механики разрушения дан в работе [141]. [c.132]

Для изотропных и ортотропных материалов характеристические параметры К п G для областей, примыкающих к фронту трещины, определяются одинаково как при квазиста-тическом, так и при динамическом распространении трещины. В основе анализа лежит предположение о том, что соотношение между напряжениями и деформациями линейное, каждый участок фронта трещины — это отрезок прямой линии или часть непрерывной кривой, область разделения материала, находящаяся непосредственно за фронтом трещины, плоская, а прогрессирующее разрушение состоит из бесконечно малых приращений новой области разделения, каждое из которых компланарно с плоскостью разрушения, примыкающей к фронту трещины. Ситуации, в которых характеристики К ъ G могут оказаться неподходящими, даже когда перечисленные ранее допущения достаточно точно отражают действительность, будут рассмотрены позже. Дал [c.10]

Динамические задачи теории трещин. В последнее время значительное внимание привлекают исследования, связанные с вопросами динамического распространения трещин. Начало этим исследованиям было положено Н. Ф. Моттом (Engineering, 1948, 165 4275, 16—18), рассмот-ревпшм процесс развития изолированной прямолинейной трещины в бесконечном теле под действием однородного поля растягивающих напряжений. Динамическая задача теории упругости для бесконечного тела с прямо- [c.388]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...