Докритический рост трещины при неравномерном распределении напряжений перед её вершиной

• Автор: Галатенко, Григорий Васильевич
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 122 c. : ил

Глава I. НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ МЕХАНИКИ РАЗРУШЕНИЯ ВЯЗКОУПРУГИХ И УПРУГО-ПЛАСТИЧЕСКИХ ТЕЛ С ТРЕЩИНАМ. .. 7 § 1.1. Модели и критерии механики разрушения ... 7 § 1.2. Обзор основных работ в области исследования докритического роста трещин в вязко-упругих и упруго-пластических
материалах
§ 1.3. Цель исследования и структура диссертационной работы
Глава II. ДОКРИТИЧЕСКИЙ РОСТ ТРЕЩИНЫ В ВЯЗКО-УПРУГОЙ
ПЛАСТИНЕ С НЕОДНОРОДНЫМ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ НАПРЯЖЕНИЙ В ОБЛАСТИ ПРЕДРАЗРУШЕНИЯ
§ 2.1. Исходные положения
§ 2.2. Трещина в упругой пластине
§ 2.3. Инкубационный период развития трещины
в вязко-упругой пластине
§ 2.4. Переходной этап развития трещины
§ 2.5. Основной этап медленного роста трещины
§ 2.6. Случай линейного распределения напряжений
§ 2.7. Сравнение полученных результатов
§ 2.8. Приближенный анализ долговечности вязкоупругой пластины с трещиной
Глава III. ДОКРИТИЧЕСКИЙ РОСТ УСТАЛОСТНЫХ ТРЕЩИН В УПРОЧНЯЮЩИХСЯ УПРУГО-ПЛАСТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ. '
§ 3.1. Обобщение модели трещины Дагдейла на
случай упрочняющегося материала

§ 3.2. Энергетическая У - концепция

Г. II.Черепанова
§ 3.3. Подрастание трещины при монотонном
нагружении
§ 3.4. Скорость роста усталостной трещины
§ 3.5. Макроскопическая трещина
§ 3.6. Учет существования безопасных нагрузок
и порогового значения коэффициента интенсивности напряжений К1У
§ 3.7. Сравнение с теоретическими и экспериментальными данными
Глава IV. УСТАЛОСТНЫЙ РОСТ ТРЕЩИНЫ В УСЛОВИЯХ ПОЛЗУЧЕСТИ
§ 4.1. Постановка задачи
§ 4.2. Скорость роста трещины вследствие ползучести
§ 4.3. Скорость роста усталостной трещины
§ 4.4. Суммарный эффект от ползучести и усталости
§ 4.5. Случай макроскопической трещины
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
В последние годы особую актуальность в механике разрушения приобрели исследования докритического роста трещин в вязко-упругих и упруго-пластических материалах. Было установлено, что в отличие от идеально упругих тел, характер их разрушения является более сложным процессом, вследствие чего одних критериев линейной механики разрушения оказалось недостаточно.
Главная особенность при разрушении даных материалов заключается в наличии длительного периода медленного докритического роста трещины, который не описывается известной теорией Гриффитса-Ирвина. Причиной медленного роста трещин оиычно является ползучесть материала для вязко-упругих тел и исчерпание способности материала к пластическому деформированию вблизи вершины трещины для упруго-пластических.
Вторая особенность связана с образованием вблизи вершин трещины так называемых концевых зон или областей предразрушения. Причем в полимерах здесь происходит расслоение материала, в металлах- пластическое течение. Чтобы учесть это сложное нелинейное состояние, было предложено ряд модельных представлений относительно поведения полуразрушенного материала.
Наибольшее распространение получила модель трещины Деонова-Панасюка-Дагдейла. Суть ее заключается в следующем: на продолжении линии трещины область предразрушения заменяется разрезом длиной (£ , на берегах которого приложены самоуравновешенные сжимающие напряжения, равные в модели Леонова-Панасюка пределу хрупкой прочности б0, в модели Дагдейла - пределу текучести бтБольшинство исследований по докритическому росту трещин в вязко-упругих и упруго-пластических пластинах выполнено на основе упомянутой модели с равномерным распределением напряжений в области предразрушения. К ним относятся работы Л.В.Никитина, Б.В.Кострова

Анализ этих данных показывает, что длительность инкубационного периода при распределении напряжений б = б0-сш^ существенно больше длительностей даного периода в случае распределений (2.2.4) и (2.6.1). Длительности инкубационных периодов, рассчитанные по распределениям (2.2.4) и (2.6.1 )^ являются величинами одного порядка и близкими между собой.
К таким же выводам приходим сравнивая длительности переходного этапа медленного роста трещины, приведенные в табл.2.2.
В табл.2.3. представлены длительности основных этапов развития трещины , аЬ'* ,а£* для тех же внешних нагрузок и
реологических параметров ядра Абеля. Здесь также наблюдаются существенные отличия в длительностях основных этапов для рассматриваемых трех законов распределения напряжений в концевой зоне трещины, особенно при нагрузках $ > 0,3 (большие концевые зоны).
Из сравнения величин , лЬ» для каждого распределения напряжений следует, что если для малых нагрузок ( ^<0,3) инкубационный и переходный периоды вносят незначительный вклад в полную долговечность тела, то с ростом нагрузки этот вклад увеличивается и может быть сравним с длительностью основного этапа медленного роста трещины. Заметим, что отмеченная закономерность была установлена ранее в работе [24] для модели трещины 6=60=«^.
§ 2.8. Приближенный анализ долговечности вязко-упругой пластины с трещиной.
Полученные результаты в предыдущем параграфе ставят исследователя в весьма трудное положение. Ведь оказалось, что для определения долговечности тела с трещиной необходимо знать характер (закон) распределения напряжений в концевой воне трещины. А это представляется трудноразрешимой задачей, по крайней мере сегодня