Принципы дальнодействия и локализации в механике разрушения

• Автор: Карпинский, Дмитрий Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 211 с. : ил.

Глава 1. Обзор литературы по теме исследования
1.1. Явление пластической деформации у вершины трещины в кристаллах.
1.2. Разрушение волокнистого композиционного материала. Стадия накопления повреждений и условия перехода к катастрофическому разрушению
1.3. Формирование микроструктуры и прочность сегнетокерамики
1.4. Постановка задачи исследования
Глава 2. Расчет эволюции пластической деформации у вершины трещины и связанные с ней явления.
2.1. Расчет эволюции пластической деформации у вершины трещины в кристалле в условиях внешней растягивающей нагрузки и антишюского сдвига.
2.2. Влияние пластической деформации на коэффициент интенсивности напряжения, излучение звука и перемещение точечных дефектов у вершины трещины
2.3. Выводы по содержанию главы 2.
Глава 3. Исследование процесса разрушения волокнистого композита
3.1. Расчет накопления повреждений в волокнистом композите методом численного эксперимента
3.2. Спектральный и прогностический анализ модели накопления повреждений в волокнистом композите
3.3. Термодинамический анализ условий перехода от стадии накопления повреждений к катастрофическому разрушению
3.4. Выводы по содержанию главы 3
Глава 4. Исследование процесса формирования микроструктуры и прочности керамики.
4.1. Моделирование усадки керамики при ее нагреве и отжиге
4.2. Расчет условий образования и роста Бесплотностей в жидкой стеклофазе при спекании и остывании керамики
4.3. Моделирование микрорастрескивания керамики при о стывании
4.4. Магистральная трещина в сегнетокерэмике
4.5. Выводы по содержанию главы 4
Основные результаты и выводы
Приложение 1
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 2
Приложение 3
Приложение 3
Список литературы

Физика прочности и механика разрушения охватывают одну из наиболее интенсивно развивающихся областей науки о свойствах твердого тела. Большой вклад в накопленные к настоящему времени достижения в этой области знания внесли A.A. Griffith, А.В.Степанов, Я.И.Френкель, H.M.Vestergaard, G.R.Irvin, W.A.Weibull, Н.Н.Давиденков, С.Н.Журков, А.Н.Орлов, В.Л.Идценбом, А.А.Берлин, Г.И.Баренблатт, E.F.Lange, A.G.Evans, В.й.Владимиров, E.M.Морозов, H.Ф.Морозов, В.E.Панин, В.A.Лихачев, В.З.Партон, Л.И.Слепян, В.М.Финкелъ, С.Т.Милейко, В.С.Иванова, А.М.Лексовский, А.С.Овчинский, J.Rice, R.W.Rice, Г.П.Черепанов, А.Е.Андрейкив, Б.А.Колачев, Г.Г.Писаренко. Тем не менее для дальнейшего прогресса в этой области знания необходимо детальное выяснение физических механизмов деформирования и разрушения, что важно для построения теории прочности твердых тел. Создание такой теории позволит значительно продвинуться в решении важнейших проблем физики и механики твердого тела - создание материалов с определенными механическими свойствами и прогнозирование их работоспособности в разнообразных условиях эксплуатации. Особое значение для создаваемой теории имеют общие принципы, положенные в ее основу и связывающие вместе внешне разнородные явления. Исследование закономерностей процессов деформирования и разрушения твердых тел с привлечением метода численного моделирования является важным условием успешного их решения.
В частности, значительный интерес представляет изучение процессов формирования микроструктуры твердых тел на этапе предшествующем их разрушению и условий катастрофического разрушения. При этом важно выделить из всего разнообразия материала, которые являются препятствиями для трещины, при этом длина фронта трещины .увеличивается. Реальное увеличение длины фронта трещины будет зависеть от расположения препятствий на ее фронте. В связи с этим энергия требуется не только для создания новой поверхности разрушения, но и для образования вновь сформированного фронта, обладающего линейной энергией Т. В [147,1481 предполагается, что положение прорыва трещины определяется аркой круга диаметром б, где б=2К расстояние между неоднородностями. Выражение для энергии разрушения имеет вид 7= 7о+ Т/б, (1.3.15)
где Т- упругая энергия на единицу длины фронта трещины, 7о~ энергия разрушения материала матрицы. В случае дискообразной трепщны [1471:
где с- радиус трещины.
При достижении некоторой величины искривления фронта его воздействие на неоднородность-препятствие становится столь большим, что трещина скачком преодолевает его, а ее фронт выпрямляется на данном участке. Затем вновь происходит изгиб фронта в соответствии с расположением новых неоднородностей и т.д. Эксперименты на композите стекло - А120з [148] подтвердили
влияние среднего расстояния между частицами - препятствиями б на изменение удельной поверхностной энергии разрушения 7.
Выводы К РАЗДЕЛУ 1
Формирование микроструктуры спекаемого образца СК представляет собой сложный процесс зарождения, роста зерен и дальнейшего их перемещений друг относительно друга, сопровождающиеся макроскопической усадкой образца. Особая роль в процессе подвижек