Хрупкое разрушение
Модель Гриффитса - модель разрушения, построенная на энергетической оценке развития трещин
Для каждого материала и определенного уровня напряжений можно указать критический размер трещины. Если размеры трещин меньше критических, разрушения не происходит. Этим и объясняется то обстоятельство, что, несмотря на наличие микротрещин, материал обладает свойством прочности
Стронувшаяся с места трещина может при своем движении оказаться тут же блокированной соседним кристаллом или вкраплением, и для того чтобы принудить ее к дальнейшему развитию, необходимо существенно поднять уровень напряжений
http://lib.sernam.ru/book_f_sopr.php?id=63
Хрупкое разрушение - вязкость
Вязкость - это не просто пластичность, это свойство структуры, ее способность блокировать развитие трещин
Количественную меру вязкости удобно выражать работой, которая затрачивается на образование трещины, отнесенная к площади охваченной трещиной
В эту работу γp входят все энергетические затраты:
•работа на образование свободных поверхностей
•работа на пластическое деформирование материала на фронте развития трещины
={ =2 · , = }= ∙ ∙ 2
http://lib.sernam.ru/book_f_sopr.php?id=63
Хрупкое разрушение - вязкость
={ =2 · , = }= ∙ ∙ 2 =
Критерий указывает нижний предел вязкости, которой должен обладать материал, чтобы при напряжении σ удержать от распространения трещину длиной c, если она краевая, или 2·c если она расположена в середине растягиваемой полосы
Удобнее использовать другой показатель вязкости (трещиностойкости),
МПа·м1/2
=√ ∙ = ∙ √ ∙
http://lib.sernam.ru/book_f_sopr.php?id=63 http://www.soprotmat.ru/mehanikarazrush.htm
Хрупкое разрушение - критерий
1 < 1
Фактический коэффициент интенсивности напряжений
σ = 1 ∙ √2 ∙ ∙
´ |
|
|
|
|
|
1= ∙σ∙√ тр |
|
|
|
|
|
Параметр |
|
|
Yi |
|
|
lтp/δ |
0,1 |
0,2 |
|
0,3 |
0,4 |
Поверхностный дефект |
2,11 |
2,43 |
|
2,65 |
2,76 |
Внутренний дефект |
1,255 |
1,288 |
|
1,328 |
1,392 |
http://weldzone.info/technology/control/768-xrupkoe-razrushenie
Хрупкое разрушение –
критическая температура
= 0 +∆ + ∆ +∆
Эксплуатационная надежность металлических конструкций и сооружений производственных зданий в экстремальных условиях Севера / под редакцией чл. – корр. РАН В.В. Филипова. – М.: Физматлит, 2012
Матвиенко Ю.Г. Модели и критерии механики разрушения. – М.: Физматлит, 2006
Усталость материала
Усталость материала — процесс постепенного накопления повреждений под действием переменных (часто циклических) напряжений, приводящий к изменению свойств материала, образованию трещин, их развитию и разрушению материала за указанное время
•Версальская железнодорожная катастрофа — произошла 8 мая 1842 года. Изначальной причиной послужил излом оси паровоза
•1919 — затопление Бостона патокой
•1954 — Крушения самолётов De Havilland Comet.
•1972 — катастрофа Ан-10 под Харьковом.
•1977 — обрушение пешеходного моста на станции Пушкино.
•1988 — Происшествие с Boeing 737 над Кахулуи.
•1989 — катастрофа DC-10 в Су-Сити.
•1992 — авиакатастрофа в Амстердаме.
•1998 — крушение ICE у Эшеде
•2009 — авария на Саяно-Шушенской ГЭС.
•2018 — Авария на авиалайнере Рейс 1380 Southwest Airlines
Усталость материала – кривая
Веллера
Кривая усталости (кривая Велера) – это график зависимости напряжений, при котором происходит разрушение материала при данном числе циклов нагружения, от числа этих циклов
Критерии прочности
Типы критериев
•Напряжения
•Деформации
•Накопленное повреждение
•Длительность режима
•Количество циклов нагружения
•Концентрации напряжения