Механика - разрушение
Cтраница 1
Механика разрушения исходит из того, что в конструкционном материале, присутствует трещина, существование которой должно быть учтено путем установления допускаемых напряжений или максимально допустимого размера трещины при заданных условиях наг-ружения и рабочих напряжениях. [1]
Механика разрушения исходит из, того, что в конструкционном материале ( например, в стали) присутствует трещина, существование которой должно быть учтено путем установлений допускаемых напряжений или максимально допустимого размера трещины при заданных рабочих напряжениях. В обоих случаях необходимо знать геометрию трещины и коэффициент интенсивности напряжений. [2]
Механика разрушения изучает деформирование тел с трещинами, закономерности развития трещин и те условия ( критерии), которые приводят к их распространению. Последние два десятилетия исследования по механике разрушения находятся в центре внимания многих ученых - механиков, физиков, физико-химиков, материаловедов и других исследователей, изучающих проблемы прочности твердых тел. Использование разнообразных конструкционных материалов в авиационной и космической технике, в мощных энергетических установках и судостроении при экстремальных условиях их работы - высоких уровнях нагружения и температуры, поиски путей повышения прочности и эксплуатационной надежности многих современных конструкций придают этой проблеме особую актуальность. [3]
Механика разрушения, являющаяся одним из новых направлений в механике сплошной среды, зародилась на стыке с такими фундаментальными науками, как физика, химия, материаловедение. Используя в своем развитии методы и подходы, свойственные этим наукам, механика разрушения вводит также новые подходы и критерии, присущие ей одной. [4]
Механика разрушения дает лишь оценочные критерии для выбора материалов; агружение при испытаниях ( и на практике) всегда должно быть ниже предела текучести. [5]
Механика разрушения является феноменологической теорией; она еще должна развиваться с тем, чтобы с ее помощью можно было с большой надежностью выбирать материалы с высоким сопротивлением развитию хрупкой трещины. В этой связи важно отметить, что должна быть найдена связь между параметрами механики разрушения и микроструктурой металлов и сплавов. [6]
Механика разрушения и теория прочности композиционных материалов на основе полимеров находится в стадии становления. Сложность расчета прочности связана с более высокой чувствительностью полимерных материалов по сравнению с металлами к окружающим условиям, масштабному фактору и особенностям строения. [7]
Механика разрушения изучает устойчивость макротрещин при различных внешних условиях. Но процесс разрушения начинается с развития малых трещин, который может охватывать большие периоды времени, что определяется внешними факторами. Зарождением и развитием субмикротрещин занимается физика, а устойчивостью больших трещин - механика разрушения. [8]
Механика разрушения охватывает все перечисленные типы разрушения и позволяет количественно определить сопротивление конструкции быстрому ( катастрофическому) разрушению. [9]
Механика разрушения исходит из того, что сопротивление распространению трещины определяется величиной потери энергии на пластическую деформацию в зоне переднего края трещины. Источником энергии служит поле упругих напряжений у этого края. На основе теории упругости линейная механика разрушения описывает напряженное состояние у фронта развивающейся трещины. [10]
 |
Схема действия растягивающих. [11] |
Механика разрушения описывает условия, необходимые для распространения трещины. Трещина или надрез, ее имитирующий, влияет на распределение напряжений вблизи вершины трещины двояким образом. На рис. 2.1 схематически изображена вершина трещины и локальные напряжения вблизи нее при нагружении тела перпендикулярно плоскости трещины. Наличие трещины вызывает увеличение локального растягивающего напряжения в направлении 2, причем степень этого увеличения уменьшается с удалением от вершины трещины по направлению. Растяжение материала в направлении 2 сопровождается его сжатием в направлениях 1 и 3 вследствие эффекта Пуассона, а поскольку напряжение в направлении 2 изменяется вдоль оси 1, то деформации, а, следовательно, и напряжения вдоль осей 3 и 1 непостоянны. Суммарный эффект приводит к двум предельным случаям. В первом случае в поверхностном слое образца с трещиной материал находится в плоско-напряженном состоянии и может свободно деформироваться в боковом направлении, тогда как в его центре материал находится в плоско-деформированном состоянии вследствие ограничений, накладываемых поверхностными слоями. Плосконапряженный материал обычно разрушается при сдвиге под 45 к направлению растягивающего напряжения, тогда как в плоско-деформированной области сдвиг стеснен и разрушение происходит в плоскости, перпендикулярной действующему напряжению. Поэтому в поверхностном слое значительно больше вероятность пластического течения и следовательно, больше энергии поглощается при росте трещины, чем в центре образца. В результате этого при измерении энергии разрушения пластичного материала на одинаковых образцах различной толщины энергия разрушения с повышением толщины уменьшается до тех пор, пока эффект плоско-напряженных областей не станет ничтожно малым, как схематически показано на рис. 2.2. Второй предельный случай проявляется, когда отношение длины трещины к длине неповрежденного участка достаточно велико, чтобы обеспечить разрушение обоазца за счет нестабильного распространения трещины без пластического деформирования всего объема неповрежденного образца. Минимальные значения поверхностной энергии разрушения получаются, если материал находится в плоско-деформированном состоянии и его общая пластичность подавлена. [12]
Механика разрушения в качестве критериальных величин оперирует величинами, в которые входит длина трещины, что позволяет определять предельные критические состояния тел с данными трещинами, а затем находить допустимые размеры трещин. [13]
Механика разрушения в широком смысле этого понятия включает в себя ту часть науки о прочности материалов п конструкций, которая связана с изучением несущей способности тела как с учетом начальных трещин, так и без него, а также с изучением различных закономерностей развития трещин. [14]
Механика разрушения позволяет получить универсальную характеристику прочности конструкций и сооружений, не зависящую от начальной длины трещины, которую желательно вводить при расчетах на прочность. [15]
Страницы: 1 2 3 4