Линейная механика - разрушение
Cтраница 4
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 в 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. 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. 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 / Уг. 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 тонкий разрез. [46]
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. [47]
Использование методов линейной механики разрушения при оценке несущей способности композитов сводится к определению величин air и а. Для этого используют образцы двух типов: с искусственно созданным концентратором напряжений и без концентратора. Такого рода информация содержится на рис. 3, на котором представлена зависимость относительной прочности а0 / 0с [ по предположению равной / ( а / г) ] от радиуса отверстия г при различных значениях параметра а, характеризующего размеры области интенсивного высвобождения энергии. [48]
Использование методов линейной механики разрушения в этом случае позволяет прогнозировать способность стали труб сопротивляться возникновению и распространению вязкого разрушения. [49]
Развитие методов линейной механики разрушения и получение корреляционных зависимостей между ударной вязкостью и вязкостью разрушения может иметь самостоятельное значение, хотя приведенные корреляции являются эмпирическими и применимы только для определенного класса трубных сталей. [50]
Поэтому подходы линейной механики разрушения могут быть успешно использованы для исследования и прогнозирования усталостной прочности и долговечности металлов, которые могут быть использованы только для упругого напряженного состояния и многоцикловой усталостной прочности. В последние годы развивается нелинейная механика разрушения. [51]
В основу линейной механики разрушения положено понятие о коэффициенте интенсивности напряжений К, который характеризует напряженно-деформированное состояние металла в окрестности вершины трещины и объединяет в одном параметре нагрузку, размер трещины и геометрию тела. В зависимости от вида нагружения коэффициент интенсивности напряжений обозначают соответствующими индексами: АГ - при нормальном отрыве, К - при продольном сдвиге, / Сщ - при поперечном сдвиге. [52]
Основные понятия линейной механики разрушения обычно применяют к гомогенным изотропным материалам. [54]
В терминах линейной механики разрушения ( при условии, что пластическая зона впереди трещины мала по сравнению с длиной трещины и размерами разрушаемого тела) циклический рост трещины можно скоррелировать с ее длиной, приложенной нагрузкой и геометрией тела, воспользовавшись для этого коэффициентом интенсивности напряжений Л / С. С практической точки зрения такой подход к режиму роста трещины наиболее интересен применительно к высокопрочным суперсплавам, поскольку их циклическая пластичность невелика. Другое дело конструкции из суперсплавов с твердораствор-ным упрочнением; позднее мы обратимся к ним, чтобы вкратце рассмотреть особенности роста трещины в зоне пластической деформации, быстрый поверхностный нагрев и охлаждение, а также увеличенные масштабы текучести этих сплавов. [55]
Под критериями линейной механики разрушения следует понимать главным образом те, определение которых может быть выполнено при условии асрр at а точнее когда полностью соблюдаются положения, базирующиеся на аппарате теории упругости, несмотря на протекание пластических деформаций вблизи вершины концентратора. В дальнейшем, употребляя для краткости условие о ог будем подразумевать выполнение требований корректного определения критериев линейной механики разрушения. [56]
Страницы: 1 2 3 4