Быстрое разрушение хрупких сред

• Автор: Уткин, Александр Анатольевич
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 228 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Структурно-временной подход к разрушению

§ 1.1.0 некоторых способах моделирования хрупкого разрушения

материалов

§ 1.2. Критерий инкубационного времени

§ 1.3. Применение структурно-временного подхода к разрушению при

отколе

§ 1.4. Критерий инкубационного времени и корневая асимптотика

напряжений

§ 1.5. Определение направления разрушения в окрестности кончика

трещины при сложном напряженном состоянии
Глава 2. Анализ разрушения хрупких сред при отколе
§ 2.1. Время и место разрушения при воздействии минимальных
разрушающих импульсов
§ 2.2. Временная зависимость прочности
§ 2.3. Зоны разрушения при отколе
§ 2.4. Определение структурного времени по результатам эксперимента
по отколу
§ 2.5. Определение двух характеристик материала из результатов
экспериментов
§ 2.6. О соотношении квазистатического и динамического механизмов
разрушения при отколе
Глава 3. Поведение энергии в шаре и некоторые одномерные задачи
§ 3.1. Акустическое приближение
§ 3.2. Решение упругой задачи
§ 3.3. Поведение внутренней энергии в шаре при воздействии импульсов
давления
§ 3.4. Разрушение предварительно нагруженного шара при внезапном
снятии нагрузки
§ 3.5. Кавитация в жидкости
§ 36. Структурные превращения фуллерена

Глава 4. Асимптотика напряжений у вершины трещины в динамических
задачах теории упругости
§4.1. Антиплоская динамическая задача о нагружении плоскости с
полубесконечным разрезом
§ 4.2. Плоская динамическая задача о нагружении плоскости с
полубесконечным разрезом
§ 4.3. Нагрузка на берегах разреза
§ 4.4. Асимптотика напряжений на продолжении разреза
§ 4.5. Анализ асимптотик напряженно-деформированного состояния у
вершины трещины
Глава 5. Анализ динамического разрушения у вершины трещины
§5.1. Разрушение мгновенным импульсом напряжений
§ 5.2. Пороговые импульсы напряжений
§ 5.3. Критерий критического коэффициента интенсивности напряжений

§ 5.4. Критерий инкубационного времени и корневая асимптотика
напряжений
§ 5.5. Динамическая вязкость разрушения и критерий инкубационного
времени
§ 5.6. Определение критических характеристик материала из результатов испытаний
§ 5.7. Определение направления разрушения при асимметричном ударе

Заключение
Список литературы

Введение
Выявление закономерностей разрушения и создание эффективных методов оценки прочности материалов и конструкций является сейчас не только технической, но и крупной экономической проблемой. По оценкам Бюро Стандартов США прямые потери от разрушения только в Соединённых Штатах ежегодно составляют несколько сотен миллиардов долларов. С другой стороны, всё большее развитие получают чрезвычайно энергоёмкие технологические процессы, связанные с целенаправленным разрушением материалов. Это заставляет искать пути применения закономерностей разрушения для создания наиболее экономичных режимов в таких процессах.
Механика разрушения как наука сформировалась за последние десятилетия. Удалось сформулировать ее основные положения, корректно поставить математические задачи и разработать аппарат их решения. Основы механики разрушения изложены в ряде монографий. Среди них отметим семитомную энциклопедию "Разрушение" под редакцией Г. Либовица [159], книги В.В. Панасюка [59], В.З. Партона и Е.М. Морозова [60], Г.П. Черепанова [90]. Наряду с большими успехами в развитии науки о разрушении остаются многие важные вопросы, требующие своего разрешения.
Один из наиболее проблемных разделов механики разрушения связан с динамическим разрушением материалов. Под таким разрушением будем понимать разрыв материала в условиях ударно волнового нагружения, происходящее за относительно небольшие времена порядка времени действия внешнего ударного импульса и меньшие. Эта область механики разрушения появилась как хорошо определенное научное направление только в последние три десятилетия. Большой вклад в становление динамической механики разрушения внесли Б.В. Костров, Е.М. Морозов, B.C. Никифоровский, Л.В. Никитин, В.З. Партон, Л.И. Слепян, Г.П. Черепанов, Е.И. Шемякин, J.D.

Глава 1. Структурно-временной подход к разрушению
Рассматривается новый критерий динамического разрушения хрупких сред, учитывающий структурно - временные особенности быстрого разрыва материалов. Предлагаемый подход позволяет с единой точки зрения анализировать как динамический разрыв «бездефектных» сред, так и разрушение у вершины макротрещины.
§ 1.1. О некоторых способах моделирования хрупкого разрушения материалов.
Многие способы моделирования эффектов динамического разрушения связывают их непосредственно с неупругой реологией, зависимостью свойств материала от времени и развитием микротрещин. Во многих случаях это неизбежная физическая необходимость. Но в то же время на практике очень важно располагать простым механическим подходом, позволяющим сводить анализ динамического разрушения к простой «индустриальной» процедуре. Попытки создания таких подходов предпринимаются постоянно. Напомним некоторые важные идеи механики разрушения, которые могут быть полезны при моделировании динамического разрушения. Поэтому отказ от инженерной стилистики традиционных схем энергетического баланса и силовой механики разрушения был бы неоправданным. Даже в рамках линейной упругости и хрупкого разрушения эти схемы не являются завершенными. Их развитие, как будет показано далее, может дать достаточно простое объяснение многих особенностей быстрого разрушения.
Рассмотрим некоторые неклассические методы моделирования хрупкого разрушения материалов, особенно эффективные в ситуациях, в которых классический подход и критерий Гриффитса—Ирвина не обеспечивают успеха.