разрушения типа II и некоторыми наблюдениями иницииро­ вания разрушения типа II в хрупких основаниях фонарных столбов автомобильных дорог.

Анализ

Для изучения разрушения типа II были разработаны компактные образцы для испытания на сдвиг (CS) и затем проведен расчет напряжений в таких образцах методом гра­ ничных коллокаций с использованием полной несимметрич­ ной функции напряжений Вильямса [25,26]. Вследствие сим­ метрии образца относительно его центральной оси необхо­ димо было анализировать только одну половину образца. Решение строилось на основе требования, чтобы разложение Вильямса [27] функции напряжений % удовлетворяло гра­ ничным условиям в конечном числе точек по всей границе образца. Кроме того, поскольку образец несимметричен от­ носительно концов трещины, необходимо использовать пол­ ную функцию напряжений Вильямса (симметричную и ан­ тисимметричную части) при применении метода коллокаций. Напряжения и коэффициенты интенсивности напряжений были получены как функции %, и найдено, что коэффициент интенсивности напряжений, соответствующий разрушению типа II, дается выражением

ряд % (коэффициент при антисимметричном члене г~,/а в вы­ ражении для напряжений).

Поскольку анализировалась только половина образца, то необходимо было найти распределение нормальных напря­ жений вдоль центральной линии EF (см. рис. И). При ана­ лизе напряжений принималось как линейное, так и билиней­ ное распределения нормальных напряжений [28] и затем для определения действительного распределения напряжений проводился эксперимент методом фотоупругости с косым па­ дением луча. Этот эксперимент подтвердил, что билинейное распределение напряжений дает лучшее представление для напряжений, действующих вдоль центральной линии. Метод граничных коллокаций реализовывался численно на вычис­ лительной машине IBM 360-65, и была получена хорошая сходимость, когда вычислительная программа осуществляла коллокацию функции напряжений и ее нормальной произ­ водной. Затем программа использовалась для определения влияния изменений в геометрии образца на коэффициент ин­ тенсивности напряжений типа II и, таким образом, для опти­ мизации геометрии образца.

Поскольку до этого не существовало анализа образца CS, было решено, что следовало бы провести анализ методом фотоупругости, чтобы проверить распределение напряжений в конце трещины и коэффициенты интенсивности напряже­ ний при разрушении типа II. Чтобы осуществить это, об­ разцы CS изготавливались из резины 4290-СР5 размерами

Р и с. 11. Компактный образец для испытаний на сдвиг и связанная с ним система координат для нагружения по типу И.

W = 95,0 мм, Н = 24,4 мм и В = 7,14 мм. С помощью обыч­ ного метода фотоупругости, в котором используется прохо­ дящий свет, был проведен эксперимент, в ходе которого оце­ нивались результаты как по светлым, так и по темным полям

[28].

Фотоупругий анализ подтвердил, что в конце трещины имеет место ожидаемое распределение напряжений, соответ­ ствующее разрушению типа II. Кроме того, коэффициент интенсивности напряжений, соответствующий разрушению типа II и полученный с помощью метода фо^оупругости,