Устинова Алеся: Определение временных характеристик разрушения — различия между версиями

Материал из Department of Theoretical and Applied Mechanics
Перейти к: навигация, поиск
(Введение)
(Введение)
Строка 3: Строка 3:
 
процесс, начинающийся задолго до появления видимых трещин и заканчивающийся
 
процесс, начинающийся задолго до появления видимых трещин и заканчивающийся
 
прорастанием трещины и разделением тела на части.
 
прорастанием трещины и разделением тела на части.
 +
 +
 +
<math>
 +
\sigma 
 +
</math>
  
 
Закономерности процесса разрушения изучаются на различных масштабных уровнях
 
Закономерности процесса разрушения изучаются на различных масштабных уровнях

Версия 12:33, 14 июля 2011

Введение

Процесс разрушения представляет собой сложный многоступенчатый временной процесс, начинающийся задолго до появления видимых трещин и заканчивающийся прорастанием трещины и разделением тела на части.


[math] \sigma [/math]

Закономерности процесса разрушения изучаются на различных масштабных уровнях с помощью тончайших физических экспериментов. На каждом масштабном уровне (от атомно-молекулярного до макроразмеров порядка километров) предлагаются определённые физические модели процесса разрушения, учитывающие параметры структуры и условия перехода разрушения с одного масштабного уровня на другой.

Согласно энергетической модели разрушения, практически использованной Гриффитсом А.А. в 1920 г., условием развития трещины является подвод энергии к её вершине. При разрушении находящегося под напряжением элементарного кубика с ребром длиною R освобождается энергия его упругого деформирования

      ΔR

Uупр = ∫ Fупр dx = E R x dx = E R ΔR 2 / 2 = σ 2 R 3 / 2E

      0

где Fупр = σ R 2 = E x R 2 / R = E R x - сила упругого деформирования кубика, Е - модуль упругости материала, ΔR = σ R / E - абсолютное удлинение одной из сторон кубика при его одноосном растяжении. Приращение длины разрыва (трещины) на величину dR приведёт к высвобождению дополнительного количества энергии упругого деформирования, равного σ 2 R 2 dR / 2E. С другой стороны, образование разрыва приводит к увеличению площади поверхности и поверхностной энергии тела на величину γ R dR (γ - удельная работа разрушения на единицу площади новой поверхности). Рассмотрев условия энергетического баланса и приравняв оба этих значения, получим формулу Гриффитса для разрушающих напряжений тела с трещиной и критического размера Rкр трещины, после достижения которого начинается самопроизвольный её рост в поле создаваемых ею перенапряжений

σ ~ √ 2 γ E / R

Rкр ~ 2 γ E / σ 2

Несколько иная (силовая) модель разрушения была предложена Ирвином, в которой критерием роста трещины был принят момент достижения критического значения коэффициентом интенсивности напряжений К, являющимся функцией только характера внешнего нагружения, геометрии тела и размеров трещины. Согласно предложению Ирвина, трещина не развивается, когда значения К не превышают некоторой критической. Интенсивность напряжений - это некоторая фиктивная величина, связанная с главными напряжениями и используемая для оценки сложного напряжённого состояния.


История разрушений

Постановка задачи

Используемые методы

План работы

Ссылки

Механизмы разрушения

Испытания металлов

См. также