Линейная механика - разрушение
Cтраница 1
Линейная механика разрушения ( точнее, механика развития магистральных трещин) описывает хрупкое разрушение, происходящее в результате роста трещины при отсутствии заметных пластических деформаций у вершины трещины. В этом случае справедливы асимптотические формулы для напряжений и деформаций, и задачу о распространении трещины можно сформулировать в терминах коэффициентов интенсивности напряжений. Таким образом, основной признак линейной механики разрушения - возможность изучения поведения тела с трещиной с помощью коэффициентов интенсивности напряжений, причем само понятие этого коэффициента имеет физический смысл. [1]
Линейная механика разрушения исходит из модели сплошной среды. Как уже отмечалось, анализ кинетики трещин в рамках механики континуума связан с наличием особой точки у вершины трещины; возникающие при расчете трудности не удается преодолеть даже при самых сложных моделях сплошной среды. [2]
Линейная механика разрушения ( точнее, механика развития магистральных трещин) описывает хрупкое разрушение, происходящее в результате роста трещины при отсутствии заметных пластических деформаций у вершины трещины. В этом случае справедливы асимптотические формулы для напряжений и деформаций ( ( 40) - ( 45) § 11), и задачу о распространении трещины можно сформулировать в терминах коэффициентов интенсивности напряжений. Таким образом, основной признак линейной механики разрушения - возможность изучения поведения тела с трещиной с помощью коэффициентов интенсивности напряжений, причем само понятие этого коэффициента имеет физический смысл. [3]
Линейная механика разрушения вполне приемлема для хрупких материалов, однако в металлах, где рассеяние энергии посредством пластической деформации в вершине трещины может во много раз превышать энергию, соответствующую поверхностной энергии, прогнозирование по Гриффитсу является ошибочным. Орован ( 1948 - 1949 гг.), Ирвин ( 1948 г.) и Ирвин и Кайс ( 1952, 1954 гг.) предложили поверхностную энергию заменить параметром р, который учитывает как поверхностную энергию, так и энергию пластической деформации. [4]
Линейная механика разрушения ( точнее, механика развития магистральных трещин) описывает хрупкое разрушение, происходящее в результате роста трещины при отсутствии заметных пластических деформаций у вершины трещины. В этом случае справедливы асимптотические формулы для напряжений и деформаций ( см. § 2), и задачу о распространении трещины можно сформулировать в терминах коэффициентов интенсивности напряжений. Таким образом, основной признак линейной механики разрушения - возможность изучения поведения тела с трещи-пой с помощью коэффициентов интенсивности напряжений, причем само понятие этого коэффициента имеет физический смысл. [5]
Линейная механика разрушения изучает поведение дефектов металла типа трещин, сопротивление металла их подрастанию. Теоретически механика разрушения позволяет установить допустимые размеры дефекта, напряжение, вызывающее подрастание трещин, при превышении которого следует ожидать разрушения конструкций в реальных условиях их эксплуатации. [6]
Линейная механика разрушения не анализирует динамику процесса разрушения, а лишь устанавливает наличие критической точки, при достижении которой трещина становится неустойчивой. При этом подходы линейной механики разрушения не позволяют прогнозировать влияние скорости нагружения и температуры на параметры трещиностойкости. [7]
Линейная механика разрушения ( точнее, механика развития магистральных трещин) описывает хрупкое разрушение, происходящее в результате роста трещины при отсутствии заметных пластических деформаций у вершины трещины. Таким образом, основной признак линейной механики разрушения - возможность изучения поведения тела с трещиной с помощью коэффициентов интенсивности напряжений, причем само понятие этого коэффициента имеет физический смысл. [8]
Линейная механика разрушения учитывает две величины - коэффициент интенсивности нагружений k и его критическое значение klc, которые являются основой расчетов прочности конструкций с учетом дефектов типа трещин. Это условие выполняется при сравнительно небольших уровнях номинальных напряжений в зоне трещин, порядка ( 0 3 - 0 6) тт. В пластичных металлах критические размеры дефектов при таких напряжениях для реальных значений / г1с получают достаточно большими ( десятки и сотни мм) и они существенно превышают размеры дефектов, допускаемые требованиями норм. При этих условиях размеры пластических зон превышают размеры трещин и сами трещины могут оказаться в пластически деформированных областях конструкций. Подобная ситуация возникает и при анализе закономерностей распределения трещин при малоцикловом нагружений, особенно для металлов, склонных к циклическому разупрочнению и накоплению пластических деформаций не только у вершины, но и в окрестности трещин. [9]
Линейная механика разрушения имеет дело только с ростом трещины и не рассматривает начальной стадии коррозионного растрескивания. Таким образом, при нагру-жении образца с предварительно нанесенным надрезом исключается время, необходимое на зарождение трещины. Такой способ реализуется в испытаниях, предложенных Брауном [4], которые в настоящее время часто используются. В этом случае применяют консольный образец с надрезом, содержащий предварительно выращенную усталостную трещину в основании надреза. [10]
Линейная механика разрушения ( точнее, механика развития магистральных трещин) описывает хрупкое разрушение, происходящее в результате роста трещины при отсутствии заметных пластических деформаций у вершины трещины. Таким образом, основной признак линейной механики разрушения - возможность изучения поведения тела с трещиной с помощью коэффициентов интенсивности напряжений, причем само понятие этого коэффициента имеет физический смысл. [11]
Согласно линейной механике разрушения коэффициент интенсивности напряжений полностью характеризует поле упругих напряжений в окрестности вершины трещины и является своеобразным мерилом напряжений и деформации внутри пластической зоны, образующейся у кончика трещины. Однако этот параметр определяется как приложенным напряжением, так и длиной трещины. [12]
Поэтому линейная механика разрушения пока не нашла применения при решении проблемы прочности нефтегазопроводов, ибо она не позволяет правильно классифицировать стали труб по их работоспособности в конструкции. В оценке свойств стали труб все еще превалируют экспериментальные методы. Как показали исследования, такие характеристики, как / с-интеграл и бс, являются перспективными для оценки сопротивления металла труб зарождению трещины. [13]
 |
Типы трещин в зависимости от ориентации направления их движения по отношению к направлению действия нагрузки. [14] |
Подходы линейной механики разрушения позволяют оценивать возможность локального разрушения у дефекта. [15]
Страницы: 1 2 3 4