Пороговые характеристики хрупкого разрушения твердых тел

• Автор: Смирнов, Владимир Игоревич
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 223 с. : ил.

Содержание
Введение

1 Прочность материалов с малыми дефектами

1.1 О расчете на прочность материалов, содержащих малые дефекты

1.2 Двухкритериальная диаграмма разрушения

1.3 Оценка точности представления разрушающей нагрузки сингулярным членом асимптотического разложения'

1.4 Сопоставление с экспериментальными данными

1.5 Трехмерный концентратор напряжений

1.6 Сравнение с другими критериями разрушения

Выводы по главе

2 Структурный параметр разрушения

2.1 Дисковидная трещина
2.2 Регулярный концентратор напряжений
плоская задача
2.3 Регулярный концентратор напряжений
пространственная задача
2.4 Структурный параметр для бездефектной
среды
2.5 Структурный параметр в стесненных условиях

2.6 Об экспериментальном определении структурного параметра
разрушения
Выводы по главе
3 Оценка предельной интенсивности импульсных динамических нагрузок в механике трещин
3.1 Определение волнового поля в теле с полубесконечной анти-плоской трещиной. Постановка и решение задачи
3.2 Коэффициент интенсивности напряжений.
Оценка предельной нагрузки в антиплоской
задаче
3.3 Оценка предельной интенсивности нагрузки для плоской и антиплоской трещины на основе
асимптотического решения
Выводы по главе
4 Динамическая вязкость разрушения материалов
4.1 Предельные характеристики динамического
разрушения материалов с трещинами
4.2 Запороговое разрушение
4.3 О "неустойчивости" поведения динамической
вязкости разрушения
4.4 Об определении инкубационного времени в экспериментах по динамическому разрушению образцов с трещинами
Выводы по главе
5 Откольная прочность конструкционных материалов
5.1 Временная зависимость прочности
5.2 Откольная прочность рельсовых сталей

5.3 Влияние формы импульса на откольную
прочность
5.4 Влияние температуры на откольную прочность
5.5 О соотношении пороговых импульсов разрушения для материалов с различной внутренней структурой
Выводы по главе
6 Исследование пороговых характеристик эрозионного разрушения конструкционных материалов
6.1 Моделирование хрупкого разрушения
6.2 Формулировка критерия вязкого разрушения
6.3 Моделирование вязкого разрушения
6.4 Влияние формы частицы на пороговую скорость
6.5 Сравнительный анализ эрозионной стойкости
некоторых конструкционных материалов
6.6 Оценка размеров фрагментов выкрашивания
поверхности
6.7 О температурной зависимости пороговой скорости эрозионного разрушения
Выводы по главе
Заключение
Библиографический список

(КИН)) в том случае, если длина трещины 21 превышает четыре структурных размера б. Для пространственной трещины погрешность оценки допустимой нагрузки но КИН не превысит 10% в том случае, если диаметр трещины не меньше двенадцати структурных размеров разрушения.
Рассмотрим конкретный материал. Пусть дефект имеет форму центральной прямолинейной трещины. В табл. 1.1 приведены прочностные характеристики (сгс, К1с) некоторых керамик, взятые из работы [150], а также значение структурного параметра о?, определенное по формуле (1.10). Зависимость относительной погрешности представления критической нагрузки сингулярным членом асимптотического ряда от длины трещины Ь (Ь — 21) для трех материалов из указанных в табл.1.1, приведена на фиг. 1.8.
Таблица
№ п/п Материал МПа KIc, МПа/м d, MM
1 AI2O3 200 3
2 А120з 500 3
3 Si3N4 650 4
4 Si3N4 580 4
5 Si3N4 750 5
6 Si3N4 920 5
7 Si3N4 1160 7
8 Si3N4 290 2
9 SiC 620 3
10 Sialon 920 4
Как видно из фиг. 1.8, материалы с большим структурным параметром d приводят к большей относительной погрешности приближенного решения. С увеличением длины трещины различие в величине Д сильно уменьшается. Это следствие масштабного эффекта (отношение l/d), поэтому здесь можно говорить о структурно "коротких" и структурно "длинных" трещинах. В целом, величина структурного параметра d, как это видно из