Коэффициент критической силы сопротивления разрушению

Основное предположение линейной механики разрушения состоит в том, что трещина распространяется тогда, когда величина коэффициента интенсивности достигает критического значения, характерного для данного материала. Совершенно эквивалентная формулировка этого предположения состоит н том, что сила G, движущая трещину, превосходит критическое значение — сопротивление распространению трещины. Формула (19.4.4) утверждает эквивалентность двух этих формулировок. Что касается механического содержания принятой гипотезы и всей теории в целом, на этот вопрос можно ответить по-разному, а в рамках формальной теории вообще его можно не ставить. Тем не менее некоторые соображения могут быть высказаны. В оригинальной работе Гриффитса предполагалось, что освобождающаяся при росте трещины упругая энергия расходуется на увеличение поверхностной энергии если есть поверхностная энергия на единицу площади, то сила сопротивления движению трещины G = Анализ Гриффитса в течение долгих лет считался безупречным, хотя в нем содержится некоторый органический дефект. Энергия поверхностного натяжения вводится в уравнения теории как нечто данное и постороннее по отношению к упругому телу. На самом деле, поверхностная энергия есть энергия поверхностного слоя, свойства которого в той или иной мере отличаются от свойств остального материала и при решении задачи теории упругости этот поверхностный слой нужно как-то моделировать. Простейшая схема будет состоять в том, чтобы рассматривать поверхностный слой как бесконечно тонкую пленку с постоянным натяжением 7. Если контур свободного отверстия имеет кривизну, то поверхностное натяжение дает нормальную составляющую силы на контуре. При переходе к разрезу, в вершине которого кривизна становится бесконечно большой, поверхностное натяжение создаст сосредоточенные силы. В результате особенность у кончика трещины оказывается более высокого порядка, а именно, вида 1/г, а не 1/У г. На это обстоятельство было обращено внимание Гудьером, однако полное решение задачи было опубликовано много позже. В связи с этим можно выразить сомнение, связанное с тем, в какой мере пригодно представление о поверхностном натяжении в твердом теле как о натянутой бесконечно тонкой пленке, а особенно в какой мере эта идеализация сохраняет смысл при переходе к пределу, когда отверстие превращается в бесконечно топкий разрез. [c.664]

Заключени/f. Движущей силой процесса разрушения является поле напряжений у вершины трещины. Величина этих напряжений пропорциональна коэффициенту интенсивности напряжения К. Он зависит от длины трещины, приложенного напряжения и геометрии тела. Сопротивление разрушению является свойством материала, называемым вязкостью разрушения Кс- Разрушение наступает, когда К=Кс- Для данного образца критическая длина трещины (а ) является функцией приложенного напряжения и наоборот. Например [c.15]

Следует отметить, что основные положения механики линейноупругого разрушения можно развивать и излагать независимо, используя либо понятие коэффициент интенсивности напряжений /С , как это было сделано ранее, либо понятия сила сопротивления увеличению размеров треш,ины или скорость освобождения энергии деформации G — энергии деформации, освобождаемой при малом приращении длины трещины. Выражение для нее дается последним слагаемым формулы (3.10). Хотя целям и задачам этой книги более соответствует подход, в котором используется понятие коэффициента интенсивности напряжений, в некоторых случаях целесообразнее использовать понятие скорости освобождения энергии деформации. Например, это имеет место в случаях, когда одновременно реализуются различные типы деформирования трещины, при обработке результатов испытаний с заданными перемещениями или при применении некоторых методов механики упругопластического разрушения. Понятие критического значения скорости освобождения энергии деформации G , при котором трещина становится неустойчивой и распространяется самопроизвольно, освещено в литературе (см., например, [18] или [191) его можно непосредственно связать с понятием критического коэффициента интенсивности напряжений Кс- Коэффициент интенсивности напряжений К и скорость освобождения энергии деформации G связаны между собой соотношением [c.71]

На наш взгляд, гораздо проще, естественнее и нагляднее, а в конечном счете и надежнее ввести в обращение характеристищ трещиностойкости (предел трещиностойкости < ) по аналогии с пределом прочности (временное сопротивление) гладкого образца ав-Предел трещиностойкости < это тот же предел прочности, но определенный на образце с трещиной. А именно, при растяжении (или изгибе) образец с трещиной данной длины доводится до полного разрушения, при этом измеряются только две величины — максимальная сила, выдерживаемая образцом Р ах и начальная длина трещины i по излому образца. Возможно использование и критической длины трещины, также определяемой по излому (большей, чем начальная, на величину докритического подрастания трещины). Достаточного основания для предпочтения одного варианта другому на настоящее время нет. Никаких дополнительных измерений и приспособлений не требуется. Эти величины — и / — подставляют в формулу для коэффициента К (которая, естественно, должна быть известна для данного образца и схемы нагружения) и получают предельный [c.111]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...