Cтраница 2
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. [16]
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 состоит все же не в этом. [17]
Рассмотренные в книге новейшие результаты динамической механики разрушения показывают, что разработка непротиворечивой теории, способной учесть многообразие процессов разрушения и дать практические методики для расчета тел и конструкций, пока еще далека от завершения. [18]
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 же показалась увлекательной. [19]
Таким образом, очевидно, что предмет динамической механики разрушения значительно шире, чем квазистатической. Если в квазистатической механике разрушения формулируется, как правило, только критерий неустойчивого распространения трещины, то в рамках динамической механики разрушения нужно установить целый ряд критериев: для старта, остановки, распространения, искривления и ветвления трещины. При попытках феноменологического описания динамики разрушения при помощи концепций магистральной остроугольной трещины и коэффициентов интенсивности напряжений возникает соответственно целый спектр критических коэффициентов интенсивности: коэффициент интенсивности старта трещины, зависящий от скорости нагружения, коэффициент интенсивности остановки, коэффициент интенсивности ветвления, коэффициент интенсивности распространения трещин, зависящий от скорости трещины. При этом некоторые экспериментальные данные удается объяснить, а некоторые приводят к серьезным противоречиям с теоретическими положениями. Необходимо, однако, заметить, что и экспериментальные данные сами по себе являются весьма противоречивыми. [20]
Естественно, что для анализа механизмов катастрофических разрушений необходимо привлекать подходы динамической механики разрушения. Именно динамическая механика разрушения позволяет рассматривать задачи, связанные с определением напряженно-деформированного состояния у вершины стационарной и нестационарной трещины при воздействии гармонических и ударных нагрузок, формулировать критерии старта, распространения и остановки трещины, а также исследовать закономерности развития нестационарных трещин. [21]
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. [22]
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 разрушения. Существующие сейчас объем и уровень этих исследований явно недостаточны для решения поставленных перед машиностроением задач, а наметившиеся попытки стандартизации [ 23 ] пока не учитывают многообразия явлений, возникающих при динамическом нагружении. [23]
Приведены новые теоретические и экспериментальные результаты отечественных и зарубежных исследований по динамической механике разрушения. [24]
Полученные в настоящем разделе не зависящие от пути интегрирования интегралы эффективно применяются при численном решении задач динамической механики разрушения. [25]
Таким образом, если говорить о соответствии теоретических и экспериментальных полей напряжений, то идеализированную модель динамической механики разрушения следует признать удовлетворительной, за исключением случаев переходных процессов. В остальном же поведение реальных материалов при динамическом разрушении не согласуется с идеализированным подходом к разрушению в вершине трещины и для объяснения этого необходимо перейти на микроструктурный уровень исследования. [26]
Естественно, что для анализа механизмов катастрофических разрушений необходимо привлекать подходы динамической механики разрушения. Именно динамическая механика разрушения позволяет рассматривать задачи, связанные с определением напряженно-деформированного состояния у вершины стационарной и нестационарной трещины при воздействии гармонических и ударных нагрузок, формулировать критерии старта, распространения и остановки трещины, а также исследовать закономерности развития нестационарных трещин. [27]
При решении поставленных выше задач применяются как численные, так и аналитические методы в сочетании ( в некоторых случаях) с результатами соответствующих экспериментов. 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. [28]
При решении поставленных выше задач применяются как численные, так и аналитические методы в сочетании ( в некоторых случаях) с результатами соответствующих экспериментов. 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. [29]
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. [30]