Определение коэффициентов интенсивности напряжений при отрыве в элементах конструкций с поверхностными трещинами

• Автор: Комлев, Олег Юрьевич
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 120 c. : ил

С 0ДЕР1АНИЕ

I. ОБЗОР И АНАЛИЗ РАБОТ ПО ТЕОРЕТИЧЕСКОМУ,РАСЧЕТНОМУ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМУ ИССЛЕДОВАНИЮ ОБЪЕМНОЙ ЗАДАЧИ МЕХАНИКИ РАЗРУШЕНИЯ
1.1. Основные этапы развития механики разрушения
1.2. Исследование объемной задачи механики разрушения
1.3. Метод фотоупругости в механике разрушения
1.4. Цель диссертационнойьработы, постановка задач исследования
П. ПРИНЦИП СРАВНЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ИНТЕНСИВНОСТИ
НОРМАЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ДЛЯ ПЛОСКИХ ТРЕЩИН
2.1. Приведение внешней нагрузки к поверхности трещины нормального разрыва
2.2. Оценка для коэффициента интенсивности напряжений на контуре плоской трещины нормального разрыва в бесконечном теле
2.3. Принцип сравнения для поверхностных трещин нормального разрыва
2.4. Квазистатическое развитие трещин
2.5. В ы в о д ы
Ш. ВЫЧИСЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ИНТЕНСИВНОСТИ НАПРЯЖЕНИЙ
ДЛЯ ПЛОСКИХ ТРЕЩИН НОРМАЛЬНОГО РАЗРЫВА
3.1. Весовая функция для коэффициента интенсивности нормальных напряжений
3.2. Определение функции положения
3.3. Оценка возможности применения полученных формул для весовой функции

3.4. Вычисление коэффициентов интенсивности для внутренних трещин
3.5. Вычисление коэффициентов интенсивности для поверхностных трещин нормального разрыва
ЗУ. МЕТОДИКА МОДЕЛИРОВАНИЯ ОБЪЕМНЫХ ЗАДАЧ МЕХАНИКИ РАЗРУШЕНИЯ МЕТОДОМ ФОТОУПРУГОСТИ
4.1. Определение коэффициентов интенсивности нормальных напряжений из экспериментальных данных
4.2. Моделирование плоских поверхностных трещин
4.3. Проведение экспериментов для определения интенсивности нормальных напряжений
4.4. Моделирование развития трещин
У. ВЕЛИЧИНЫ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ИНТЕНСИВНОСТИ
НОРМАЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ПО ФРОНТУ ПОВЕРХНОСТНЫХ ТРЕЩИН В ЭЛЕМЕНТАХ КОНСТРУКЦИЙ
5.1. Поверхностные трещины в пластинах при растяжении и изгибе
5.2. Угловые и поверхностные трещины в пластинах при растяжении и изгибе
5.3. Взаимное влияние поверхностных трещин нормального разрыва
5.4. Полый цилиндр под действием внутреннего давления.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Одним из наиболее быстро развивающихся разделов механики деформируемого твердого тела является механика разрушения.Начало этому направлению положили статьи Гриффитса /75,76/, выпущенные в 1921 и 1924 годах. В дальнейшем количество публикуемых ежегодно работ по механике разрушения быстро росло и достигло в последние два десятка лет огромных размеров. Наши знания о поведении материалов и конструкций при образовании в них трещин и разрушении неуклонно повышаются. В ближайшем будущем можно ожидать новых достижений в области, которые дадут реальную возможность на основе современных методов механики разрушения предсказывать надежность конструкций и их параметры разрушения.
Но на данном этапе механика разрушения все еще находится на стадии раннего развития и разработанные в этой области методики мало применяются на практике. Это объясняется, конечно сложностью задач, стоящих перед исследователями. Ведь механика разрушения фактически включает в себя несколько отраслей знаний на "мыкро" и "макро" уровнях. Эти трудности приводят к тому, что резко возрастает ценность экспериментальных данных. До сих пор большое количество новых теорий оценивается на жизнеспособность в сравнении с классическими опытами по разрушению хрупких материалов.
Среди всех экспериментальных методов наибольшей наглядностью и достаточной точностью обладает метод фотоупругости, позволяющий проводить исследования объектов с трещинами на моделях из оптически чувствительного материала. Данный метод находит достаточно широкое применение при изучении плоских статических и динамических задач механики разрушения /24,47,50/.

= '/41 ч ’ (з-8)
Б І5?
где ^ ц - функция положения, определяемая с помощью криволинейного интеграла (3.7).
Будем искать функцию положения в предположении, что неометрия трещины учитывается в положении ее центра тяжести. Пусть точка 0 центр тяжести плоского разреза. Прямая ОВ соединяет центр тяжести, точку приложения силы на поверхности трещины и точку на фронте трещины. Тогда для функции положения,связанной с центром тяжести, запишем следующее выражение
Для нахождения постоянной С в уравнении (3.6) применим его к задаче о трещине с прямолинейным фронтом (рис.3.2).Вычислим для нее и 9 ірр (рис.3.6). Для принятой системы координат.
(ЗЛ0>
Подставляя (ЗЛО) в (3.7) получим
? ат зг
Ь - I
-Уг

(ЗЛІ)
у>ь . =
тГа?