Определение трещиностойкости по разрушению компактного образца расклиниванием

• Автор: Ефимов, В. П.
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1993
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 120 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава I. Распространение трещин в хрупких материалах. Состояние
вопроса
1.1. Закономерности распространения трещины
1.2. Измерение трещиностойкости
1.2.1. Стандарты измерения трещиностойкости
Глава 2. Исследование процесса разрушения компактных образцов
клином. Методика определения трещиностойкости хрупких материалов
2.1. Анализ процесса расклинивания на основе метода податливости
2.2. Численное решение задачи о нагружении сосредоточенными силами квадратного образца с разрезом,
2.3. Энергетический баланс при расклинивании
2.4. Учет вертикальных сил при определении коэффициента интенсивности напряжений
2.5 Экспериментальное определение трещиностойкости
2.5.1. Измерение коэффициентов трения
2.5.2. Измерение податливости образцов с разрезами различной длины и определение коэффициентов матрицы податливости
2.5.3. Методика определения удельной поверхностной энергии разрушения энергетическим способом
2.5.4. Статические испытания
2.5.5. Определение динамической трещиностойкости
2.6. Определение критического коэффициента интенсивности
напряжений силовым способом
2.7. Полный баланс энергии при разрушении квадратного образца
Анализ полученных результатов
Таблицы к гл.
Рисунки к гл
Глава 3. Определение коэффициентов интенсивности напряжений с
помощью теневого метода
3.1. Основные принципы и соотношения
3.2. Определение трещиностойкости в динамическом режиме
3.3 Методические вопросы определения К| по теневым
картинкам
3.3.1. Статические эксперименты
3.3.2. Динамические эксперименты
Результаты экспериментального значений трещиностойкости, полученных по обеим методикам
Выводы по главе
Рисунки к гл
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы.
Приложение I

ШДОШВДШі*
Задачи о разрушении твердых тел занимают особое положение в механике твердого деформируемого тела. Штерес к ним вызван в основном практически»® приложениями в горной механика, геофизике, маишостроении и других областях. Больше значение представляет исследования механики хрупкого разрушения для строительства, горного дела, так как во шогих случаях разрушение здесь происходит хрупким образом. Для шогих технических изделий и конструкций так же часто характерно хрупкое или квазнхру-пкое разрушение, множество примеров которого можно найти в современной литературе но разрушению.
Теоретическое описание процесса разрушения в равсах механики трещины требует еще одного дополштельного параметра к используемым механическим постоянным в механике деформируемого твердого тела и характеризующего трещиностойкость. Таким параметром принимается: или критический коэффициент интенсивности напряжений Кс, или удельная энергия разрушения, идущая на образование поверхности трещины у или другие. Характерная особенность этой величины - сильная зависимость от структурных особенностей и включений материала, а также от внешних воздействий. Для проведения теоретических расчетов параметров разрушения знание этой величины необходимо для конкретных материалов, например, для горных пород, поэтому разработка простых и надежных метода: для определения трещиностойкоети представляется актуальной задачей. Основные требования к методике - достаточная точность и простота реализации. Процесс расклинивания квадрат-

Аи=.со(ЬХ со<ьХ
2 2 Преобразуя слагаемые в (2.13) получаем:
С (ЪЛ)1ЛТХ С (Ь )¥л¥±
2тиъ= (аг+Ъа) (а,+ь*) * (ЙЛ4)
tgatga.
где а.=----------------- и Ъ.=
1 1 + '■ 1 + х&л
В приближении tgatga «1, tga «к имеем
В С(Ь )Р - Р. СО, )Р 2^аЬ= ---------------------------- к Ctga . (2.14')
Это приближение соответствует случаю, когда вклад вертикальной компаненты смещения пренебрежимо мал, и схема расклинивания заменена схемой разрыва образца горизонтальной составляющей расклинивающего усилия. Как следует из таблиц 6 и 7, это возможно при больших длинах разреза и малом угле заострения клина.
2.4. Учет вертикальных сил при определении коэффициента интенсивности напряжений.
Рассмотрим теперь процесс расклинивания образца с позиции силового подхода. Существенной особенностью этого процесса является суперпозиция вертикальных и горизонтальных усилий, приложенных к контактным площадкам в устье разреза. Предложенная в [531 методика определения трещиностойкости по разрушению квад-