Линейная механика - разрушение
Cтраница 3
В линейной механике разрушения под коэффициентом интенсивности напряжений К понимается величина, пропорциональная интенсивности упругого напряжения в соответствующей точке вблизи вершины трещины. Ирвин предположил, что зона отрыва впереди трещины ограничена поверхностью, по которой напряжение ( в направлении, нормальном плоскости трещины) равно пределу текучести материала. [31]
В линейной механике разрушения, по сути, только один критерий разрушения (3.17); в нелинейной механике разрушения подобных критериев несколько; выбор между ними в значительной мере субъективен и опирается главным образом на имеющиеся расчетные и экспериментальные возможности. [32]
Так называемая линейная механика разрушения приписывает физически невозможной сингулярности реальный смысл. Подобная ситуация для механики сплошной среды не столь уж необычна, достаточно вспомнить, например, вихревые нити с нулевым поперечным сечением и конечной циркуляцией. Как оказывается, работа продвижения трещины, которая совершается либо в результате увеличения внешних сил, либо за счет уменьшения упругой энергии тела при увеличении размера трещины, непосредственно выражается через коэффициент при сингулярном члене в формуле для напряжений. Этот коэффициент называется коэффициентом интенсивности и играет для всей теории фундаментальную роль. Работа продвижения трещины может быть связана с преодолением сил поверхностного натяжения ( концепция Гриффгпса), с работой пластической деформации в малой области, примыкающей к концу трещины, либо с чем-нибудь еще. Важно при этом одно: размеры той области, где соотношения линейной теории упругости так или иначе нарушаются, должна быть весьма малой. Тогда способность трещины к дальнейшему продвижению определяется единственной характеристикой - работой на едптщу длины пути, или критическим коэффициентом интенсивности. [33]
Так называемая линейная механика разрушения приписывает физически невозможной сингулярности реальный смысл. Подобная ситуация для механики сплошной среды не столь уж необычна, достаточно вспомнить, например, вихревые нити с нулевым поперечным сечением и конечной циркуляцией. Как оказывается, работа продвижения трещины, которая совершается либо в результате увеличения внешних сил, либо за счет уменьшения упругой энергии тела при увеличении размера трещины, непосредственно выражается через коэффициент при сингулярном члене в формуле для напряжений. Этот коэффициент называется коэффициентом интенсивности и играет для всей теории фундаментальную роль. Работа продвижения трещины может быть связана с преодолением сил поверхностного натяжения ( концепция Гриффитса), с работой пластической деформации в малой области, примыкающей к концу трещины, либо с чем-нибудь еще. Важно при этом одно: размеры той области, где соотношения линейной теории упругости так или иначе нарушаются, должна быть весьма малой. Тогда способность трещины к дальнейшему продвижению определяется единственной характеристикой - работой на единицу длины пути, или критическим коэффициентом интенсивности. [34]
Использование критериев линейной механики разрушения для оценки качества металла сварных конструкций, опасности различных дефектов, сравнения между собой вариантов технологий часто оказывается невозможным, когда разрушающее напряжение ос оказывается близким или больше предела текучести металла от. Это обстоятельство предопределило значительное внимание к критериям, которые могли бы характеризовать достаточно объективно свойства металла и сварных соединений в условиях испытаний до разрушения после протекания пластических деформаций. [35]
С позиций линейной механики разрушения расчет прочности при достижении напряжениями предела текучести CTQ 2 и выше его становится неправомерным. [36]
 |
Диаграммы разрушений по данным взрывных испытаний. [37] |
Однако методы линейной механики разрушения широко применяются при расчете конструкций, изготовленных из высокопрочных сталей, титановых и алюминиевых сплавов, где условия разрушения при плоской деформации возникают более легко, лимитируя надежную эксплуатацию хрупких материалов. [38]
Естественное развитие линейной механики разрушения состоит в приложении основных ее - концепций к задачам кинетики роста трещин во времени или в зависимости от числа циклов, если речь идет об усталостном разрушении. Важно при этом, что кинетика, линейная или нелинейная, предполагается чисто локальной, все процессы разрушения любой природы предполагаются происходящими в концевой области весьма малых размеров, вне этой области материал упруг. [39]
Применение положений линейной механики разрушения фактически обусловливает необходимость определения свойств материала именно в точках бифуркаций. [40]
Для применения линейной механики разрушения необходимо, чтобы размер пластической зоны у конца трещины был мал по сравнению с номинальными размерами образца. [41]
В теории линейной механики разрушения, кроме силовых критериев хрупкого разрушения / С1с и Кс, могут использоваться критерии энергетические Glc и Gc и деформационные б1с и бс. Энергетический критерий численно равен энергии, поглощаемой при развитии трещины критического размера и отнесенной к площади двух новых поверхностей, образующихся при этом. Очевидно, если обратиться к формуле А. [42]
 |
Зависимость между критическими напряжением CTC и длиной трещины. [43] |
Естественное распространение линейной механики разрушения на нелинейно упругие материалы основано на методе инвариантных интегралов. Интенсивность высвобождения энергии связана с потоком энергии через поверхность, окружающую фронт трещины. [44]
Основная концепция линейной механики разрушения применима к композитам и другим материалам с адгезионными соединениями с известными оговорками. Поскольку концепция механики разрушения разработана применительно к гомогенным изотропным материалам, предполагается ее независимость от вида нагружения и характеристики трещины. В адгезионных соединениях и, в частности, в композитах параметры вязкости разрушения меняются в зависимости от направления нагрузки и армирующих волокон. Если трещинообразование происходит в основном в матрице, то считается, что достаточно знать вязкость ее разрушения для прогнозирования разрушения материала в целом. Однако свойства матрицы на границе с волокном, подложкой могут значительно отличаться от свойств в объеме. Степень взаимодействия матрицы с субстратом, а также структура композита отражаются на сопротивлении трещинообразо-ванию. [45]
Страницы: 1 2 3 4