Гриффитса

Cтраница 4

Трещина Гриффитса в пьезоэлектрической среде. [46]

Схематическое изображение трещины Гриффитса ( а и полос скольжения ( б. [47]

Идея Гриффитса получила дальнейшее развитие в ряде работ, например [14], но их результаты несущественно отличаются от результатов Гриффитса. [48]

Теория Гриффитса исходит из возникновения микроразрушений в местах разрыва материала, и обычно по ней допускается, что единица объема, содержащая слабейшую трещину, определяет прочность всего образца. Под этим подразумевается, что любой излом распространяется по всему участку образца, подвергнутого данному напряжению, или, другими словами, то, что происходит в элементарном объеме, идентично тому, что происходит во всей массе. [49]

Гипотеза Гриффитса применима для разрушения под действием растягивающих сил, но ее можно распространить на разрушение при двух - и трехосном напряженном состоянии, а также при внецентренном сжатии. Даже когда два главных напряжения являются сжимающими, напряжения по краям трещины представляют собой растяжение в некоторых точках, что может привести к разрушению. [50]

Сущность критерия Гриффитса состоит в следующем. Пусть имеется идеально упругое тело с начальным разрезом. Чтобы этот разрез стал распространяться, увеличивая свою поверхность, требуется израсходовать энергию, равную по величине работе, которую надо затратить, чтобы обеспечить разрыв материала перед кромкой разреза. [51]

По мнению Гриффитса, в реальных телах имеются дефекты в виде полых микротрещин эллиптической формы, у вершины которых создаются локальные перенапряжения. Когда величина одного из них достигнет критического значения, трещина начинает расти со скоростью звука, разрушая тело. [52]

Из формулы Гриффитса следует, что константа в уравнении ( 35) зависит от поверхностной энергии и модуля упругости материала. Поэтому зеркальная зона излома у разных марок стекол может быть разной при одинаковой прочности образцов из-за различия между модулем упругости и поверхностной энергией разных стекол. [53]

Упругое тело с увеличивающейся трещиной. [54]

Теория разрушения Гриффитса - Ирвина - Орована утверждает, таким образом, что состояния, при которых подвод энергии к телу превышает скорость пластической диссипации, неустойчивы, что приводит к росту трещины. Если на границе тела заданы постоянные перемещения, что обычно имеет место в опытах на разрушение образцов с неподвижными захватами испытательной машины, то ясно, что никакого подвода энергии к образцу нет и, стало быть, в критерии устойчивости будет фигурировать только соотношение между уменьшением потенциальной энергии деформации и увеличением энергии пластической диссипации. [55]

Экспериментально теория Гриффитса была подтверждена известными опытами с каменной солью [12] и со стеклянными нитями [ 1, с. [56]

Энергетическая концепция Гриффитса рассматривает разрушение твердого тела как атермический критический процесс, поэтому она физически может быть оправдана только при очень низких температурах вблизи абсолютного нуля. [57]

В работах Гриффитса [4] впервые были выявлены возможные причины этого несоответствия, которые явились основой современных методов оценки вязкости разрушения материалов. Гриффите предположил, что макроскопически гомогенный образец может содержать малые дефекты, способствующие концентрации напряжений, достигающих в локальных областях теоретической прочности. [58]

Основное достижение Гриффитса как основателя теории разрушения тел с трещинами заключается в том, что он, рассматривая общее изменение энергии тела с увеличением длины трещины, дал термодинамический критерий разрушения. Трещина будет спонтанно распространяться под действием приложенной нагрузки только тогда, когда общая энергия системы при этом будет уменьшаться. Ценность энергетического подхода заключается в том, что, рассматривая изменение энергии тела в целом, можно не учитывать сильно деформированные области непосредственно у трещины и вывести формулы для напряжений разрушения. Общий подход к решению задач осуществляется во всех последующих разделах, однако интересно кратко проследить ход анализа самого Гриффитса. [59]

Хотя теория Гриффитса в ее оригинальной форме была применена к разрушению очень хрупких материалов, впоследствие было показано, что можно модифицировать ее при объяснении разрушения более пластичных материалов, обычно используемых в конструкциях. Обнадеживающие результаты получены при испытаниях больших тонких пластин из алюминиевых сплавов, содержащих центральные трещины, при комнатной температуре. [60]

Страницы: 1 2 3 4 5