Временные особенности хрупкого разрушения при различных скоростях воздействия

• Автор: Смирнов, Иван Валерьевич
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 131 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава I. Хрупкое разрушение материалов
Глава II. Определение динамических характеристик прочности материалов в случае хрупкого разрушения на основе применения критерия инкубационного времени для различных схем стандартных испытаний
1) Критерий инкубационного времени
2) Определение прочности материала при отколъном разрушении
2.1) Постановка задачи откольного разрушения
2.2) Пороговые характеристики динамического воздействия
2.3) Скоростная и временная зависимости откольной прочности
3) Определение прочности материала при динамическом сжатии
4) Определение прочности материала при динамическом раскалывании
5) Определение работы до разрушения при ударной нагрузке по схеме трехточечного изгиба образцов с надрезом
6) Обобщение результатов главы
Глава Ш. Распространение быстрых трещин в пластинах ПММА при медленных и импульсных нагрузках
1) Методы исследования
1.1) Определение параметров материала
1.2) Регистрация траектории трещины при растяжении пластин с надрезом
1.3) Регистрация траектории трещины при импульсной нагрузке локализованной на берегах разреза

1.4) Регистрация каустики
2) Результаты и их анализ
2.1) Результаты испытаний при растяжении пластин с надрезом
2.2) Результаты испытаний при импульсной нагрузке пластин с разрезом
2.3) Обсуждение
3) Обобщение результатов главы
Заключение
Список литературы

Введение
Для расчета прочности конструкционных материалов и элементов конструкций инженеру необходимо знать максимально допустимые параметры внешнего воздействия, при которых не будет происходить разрушение. При статических нагрузках или достаточно медленном изменении интенсивности воздействия хорошо себя зарекомендовал принцип критической величины напряжения. В случае квазистатического воздействия величина критического напряжения принимается константой материала и может быть определена в простых модельных испытаниях, которые, как правило, утверждены в системе общепринятых стандартов. Однако при импульсных воздействиях или достаточно быстром изменении каких-либо параметров воздействия принцип введения постоянного критического напряжения не работает. В таких случаях на прочность материала существенно влияет скорость и длительность ввода энергии. Поскольку разнообразие динамических нагрузок довольно широко, то для каждой нагрузки исследователь должен продумывать новую модельную схему испытаний и определять новые значения параметров разрушающего воздействия. Это проводит к многочисленным испытаниям материала в широком диапазоне скоростей деформации.
Понятно, что при решении тех или иных задач механики разрушения необходимо выбирать наиболее адекватный критерий разрушения. Критерий должен соответствовать рассматриваемой задаче, а также иметь ясные физический смысл и форму записи, которые позволяют его использовать проектировщику непосредственно "на местах". Более того, все используемые в критерии механические характеристики должны быть доступны в научной и инженерной литературе.
Очевидно, что теоретические подходы должны опираться на эмпирические данные. Развитие техники и электроники привело к

определяться эмпирическим или полуэмпирическим способом. Такой набор требований позволяет предложить инженеру простые и в то же время универсальные расчетные схемы для определения прочностных характеристик материала в широком диапазоне скоростей деформации, при этом существенно сократить количество требуемых экспериментов.

1 ] Критерий инкубационного времени
Согласно силовому подходу в механике разрушения, разрушение происходит при достижении локальной мгновенной силы своего предельного значения. При рассмотрении действия нагрузки в течение достаточно длительного времени можно предполагать, что разрушение происходит мгновенно. Однако понятно, что разрушение представляет собой процесс, происходящий во времени. При этом целостность материала определяется не только мгновенным значением силового поля, но и временем его действия. Таким образом, при воздействии на материал нагрузками с длительностями сравнимыми с длительностью процессов разрушения, свойственных структуре данного материала, стандартные прочностные характеристики могут проявлять непостоянство значений. Такое нестабильное поведение прочности материала обуславливается локальной инерционной реакцией среды на макро-условия воздействия конкретной формы, длительности, интенсивности и физики реализации процесса разрушения.
Предложенный в [1, 39, 84] критерий инкубационного времени разрушения позволяет рассчитывать наблюдаемые в экспериментах по разрушению твердых тел эффекты неустойчивого поведения прочностных