Инженерный журнал: наука и инновацииЭЛЕКТРОННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ
свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-53688 от 17 апреля 2013 г. ISSN 2308-6033. DOI 10.18698/2308-6033
  • Русский
  • Английский
Статья

Двухпараметрический критерий разрушения для трещины нормального отрыва

Опубликовано: 28.07.2022

Авторы: Покровский А.М., Егранов М.П.

Опубликовано в выпуске: #7(127)/2022

DOI: 10.18698/2308-6033-2022-7-2191

Раздел: Механика | Рубрика: Механика деформируемого твердого тела

Предложен адаптированный для трещины нормального отрыва двухпараметрический критерий максимальных тангенциальных напряжений, учитывающий Т-напряжения. Данный критерий отличается тем, что размеры зоны предразрушения записываются с учетом Т-напряжений, а тангенциальные напряжения в этой зоне приравниваются локальной прочности материала, а не пределу прочности, как это обычно делается. Представлены двухпараметрические критерии разрушения для случая плоского напряженного и деформированного состояний, позволяющие учесть стеснение деформации по фронту трещины. Получены выражения для эффективного коэффициента интенсивности напряжений, в которые кроме коэффициента интенсивности напряжений входит отношение Т-напряжений к пределу прочности. С помощью этих уравнений можно определить наиболее опасную точку фронта трещины и, зная вязкость разрушения материала, оценить трещиностойкость детали с трещиной. В качестве примера использования критерия разрушения рассмотрена полуэллиптическая краевая трещина в растянутой в двух направлениях пластине.


Литература
[1] Williams M.L. On the stress distribution at the base of a stationary crack. Journal of Applied Mechanics, 1957, vol. 24 (1), pp. 109–114.
[2] Williams J.G., Ewing P.D. Fracture under complex stress — the angled crack problem. Int. J. Fract., 1972, vol. 26 (8), pp. 441–446.
[3] Smith D.J., Ayatollahi M.R., Pavier M.J. The role of T-stress in brittle fracture for linear elastic materials under mixed-mode loading. Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures, 2001, vol. 24 (2), pp. 137–150.
[4] Matvienko Yu.G. Maximum average tangential stress criterion for prediction of the crack path. Int. J. Fract., 2012, vol. 176, pp. 113–118.
[5] Ayatollahi M.R., Rashidi Moghaddam M., Berto F. A generalized strain energy density criterion for mixed mode fracture analysis in brittle and quasi-brittle materials. Theoretical and Applied Fracture Mechanics, 2015, vol. 79, pp. 70–76.
[6] Чернятин С.А., Разумовский И.А., Матвиенко Ю.Г. Кинетика поверхностной трещины в поле остаточных напряжений. Проблемы машиностроения и надежности машин, 2016, № 6, с. 25–34.
[7] Seitl S., Knesl Z. Two parameter fracture mechanics: Fatigue crack behavior under mixed mode conditions. Eng. Fract. Mech., 2008, vol. 75, pp. 857–865.
[8] Матвиенко Ю.Г. Двухпараметрическая механика разрушения. Москва, ФИЗМАТЛИТ, 2020, 208 с.
[9] Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. Москва, Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018, 544 с.
[10] Броек Д. Основы механики разрушения. Москва, Высшая школа, 1980, 368 с.
[11] Aliha M.R.M., Ayatollahi M.R., Smith D.J., Pavier M.J. Geometry and size effect on fracture trajectory in a limestone rock under mixed mode loading. Eng. Fract. Mech., 2010, vol. 77, pp. 2200–2212.
[12] Матвиенко Ю.Г. Модели и критерии механики разрушения. Москва, ФИЗМАТЛИТ, 2006, 328 с.
[13] Партон В.З., Морозов Е.М. Механика упругопластического разрушения. Основы механики разрушения. Москва, Издательство ЛКИ, 2008, 352 с.
[14] Махутов Н.А., Покровский А.М., Дубовицкий Е.И. Анализ трещиностойкости магистрального нефтепровода с учетом изменяющейся вязкости разрушения. Проблемы машиностроения и надежности машин, 2019, № 1, с. 44–52.