Cтраница 2
Большинство из методов основано на подходах классической линейно-упругой механики разрушения с использованием критической скорости высвобождения энергии деформирования в качестве основного определяющего параметра. Линейно-упругая механика разрушения не только составляет теоретическую основу экспериментальной методики, но и является инструментом для изучения расслоения как вида разрушения. [16]
Линейно-упругая механика разрушения в общем неприменима к композитным материалам, армированным волокнами. В частности, в слоистых композитах трансверсальная трещина не может развиться до наступления катастрофического разрушения. В реальном материале повреждение развивается внутри каждого слоя до тех пор, пока композит в целом не окажется перегруженным и не разрушится. Однако при расслоении может существовать одна плоскость разрушения и происходить самоподобный рост трещины, что позволяет решать задачу методом линейно-упругой механики разрушения с критической скоростью высвобождения энергии в качестве определяемого экспериментально ключевого параметра. [17]
V было показано, что путем применения стандартных методов испытаний можно получать представительные значения вязкости разрушения К1С в условиях плоской деформации. Для получения достоверных результатов при испытаниях относительно вязких материалов необходимо иметь образцы настолько больших размеров, что они могут оказаться непредставительными для реальных конструкций. Кроме того, потребитель обычно требует проведения контроля качества металла каждой партии, чтобы иметь уверенность, что весь металл удовлетворяет предъявляемым к нему требованиям. Очевидно, что массовые стандартные испытания на вязкость разрушения следует использовать только для высокопрочных хрупких материалов, так как из-за слишком больших размеров образцов расходуется неоправданно много металла. Поэтому естественно возник интерес к проведению испытаний с целью определения сопротивления материалов быстрому разрушению на образцах, не требующих много металла, которые легко можно испытать в лаборатории. Измеряемый параметр должен быть количественно связан с вязкостью разрушения материала, для того чтобы можно было воспользоваться всеми преимуществами анализа напряжений, проведенного в линейно-упругой механике разрушения. [18]
V было показано, что путем применения стандартных методов испытаний можно получать представительные значения вязкости разрушения К1с в условиях плоской деформации. Для получения достоверных результатов при испытаниях относительно вязких материалов необходимо иметь образцы настолько больших размеров, что они могут оказаться непредставительными для реальных конструкций. Кроме того, потребитель обычно требует проведения контроля качества металла каждой партии, чтобы иметь уверенность, что весь металл удовлетворяет предъявляемым к нему требованиям. Очевидно, что массовые стандартные испытания на вязкость разрушения следует использовать только для высокопрочных хрупких материалов, так как из-за слишком больших размеров образцов расходуется неоправданно много металла. Поэтому естественно возник интерес к проведению испытаний с целью определения сопротивления материалов быстрому разрушению на образцах, не требующих много металла, которые легко можно испытать в лаборатории. Измеряемый параметр должен быть количественно связан с вязкостью разрушения материала, для того чтобы можно было воспользоваться всеми преимуществами анализа напряжений, проведенного в линейно-упругой механике разрушения. [19]
Для данных условий испытаний, среднего напряжения, среды, частоты циклов нагружен ип & Kth определяет свойства материала и является величиной постоянной. Из выражения ( 147) следует, что если размер трещины чрезвычайно мал и стремится к нулю, то допускаемый размер напряжения чрезвычайно велик и стремится к бесконечности. Однако предельный случай, когда размер трещины приближается к нулю, соответствует пределу выносливости для гладких образцов. Известно, например, что предел выносливости для гладких образцов при изгибе с вращением приблизительно равен 0 5 ов, где ов - временное сопротивление разрыву. Итак, должен существовать некоторый размер трещины, при котором выражение ( 147) и лежащие на его основе допущения механики разрушения становятся несправедливы. Таким образом, в материале должна существовать характерная длина трещины, при которой условия подобия, необходимые для обоснованного применения линейно-упругой механики разрушения ( ЛУМР), нарушаются. [20]