упругости показал, что эта связь должна иметь вид

(10) получено приближенно, то а можно принять равным единице и величина трещиностойкости оценивается из урав­ нения

^ C O D ° y s * 01)

которое считается справедливым только в начале докритического роста трещины. В этом выражении величина 8С пред­ ставляет собой раскрытие трещины на ее краю и, как пола­ гают, является константой, характеризующей материал для данной толщины и температуры, независимо от степени пла­ стического течения на краях трещины, иначе говоря, геомет­ рии образца и картины поля деформаций у краев трещины. Основная экспериментальная трудность при оценке G COD с о ­ с т о и т в точном определении 6с. Хотя сторонники этого крите­ рия предложили ряд методов определения 6С, использован­ ный здесь метод заключался в применении соотношения, установленного Эганом [6], между раскрытием трещины и величиной перемещения захватов.

Метод /-интеграла

/-интеграл был первоначально определен как не зави­ сящий от пути интегрирования интеграл в упругой среде, ли­ нейной или нелинейной [8]. Тем не менее его оценка как меры трещиностойкости в нелинейном случае в состоянии плоской деформации / ic, т. е. для упругопластической дефор­ мации, основывается на эмпирической связи так называе­ мой «псевдопотенциальной энергии» с размером трещины. Такое определение фактически представляет собой то же са­ мое, что Gc для хрупкого разрушения и Gc для нелинейного разрушения, при условии что отсутствует докритический рост трещины [2], поскольку использование /-интеграла в упру­ гопластическом случае ограничено деформационной теорией пластичности при условии монотонного возрастания напря­ жений во всех точках пластической области. Для образцов

с глубокими надрезами, работающих на изгиб, было пока­ зано [9], что ]\с можно оценить из простого соотношения

где А — площадь под кривой перемещение — нагрузка вплоть до критической точки (т. е. либо условие (а), либо условие (б), указанные выше), и ВЬ — площадь сечения в месте над­ реза. Было показано, что для целей проводимых сравнений можно прямо проинтегрировать характеристику Рамберга — Осгуда кривой нагрузка — перемещение и получить выраже­ ние для площади под кривой в форме

Обсуждение результатов испытаний пластин с центральной трещиной

Хотя проводился ряд испытаний на трещиностойкость пластин с центральной трещиной из двух алюминиевых спла­ вов 7075-Т6 и 2024-ТЗ, будут показаны результаты только одной серии, наиболее типичной из всех. На рис. 2 приве­ дены результаты серии испытаний сплава 7075-Т6. В этих испытаниях использовались образцы с центральным надре­ зом стандартных размеров без подкреплений, препятствую­ щих изгибу, и перемещение измерялось в точке приложения

Для каждой длины испытывалось по два образца; получен­ ные результаты представляли усреднение для каждой пары испытаний. Опыты проводились с контролем нагрузки, и докритический рост трещины наблюдался визуально при по­ мощи лупы (5-20Х).

Как показано на рис. 2, было получено четыре значения трещиностойкости для каждого опыта. Когда в качестве кри­ тической точки использовался максимум нагрузки, для оцен­

ственно зависят от геометрии, причем Ос тем больше превы­ шает G R , чем больше нелинейность (чем меньше длина рабо­ чей части). Когда в качестве критической точки выбиралось начало докритического роста трещины, то для расчетов ис­ пользовались первоначальный размер трещины и нагрузка, соответствующая приросту размера трещины на 1%. Эта точка определялась или с помощью прямых измерений, или экстраполяцией /^-кривой до величины прироста размера

трещины на 1%. Соответствующие значения трещиностойкости отвечают нижним из двух опытных точек для каждой длины образца.

Представленные результаты ясно показывают, что как GCi так и GR существенно зависят от длины образца, но эта зависимость обусловлена исключительно нелинейным пове­ дением, связанным с докритическим ростом трещины. Кроме того, при минимальной длине нелинейная трещиностойкость Ос приблизительно вдвое больше величины 0 SC (оцененной

0,10

0,08

0,06

0,04

0,02

Р и с . 2. Трещиностойкость пластины из сплава 7075-Т6 как функция из­ менения расстояния между датчиками, оцененная по началу докритического роста трещины и пику нагрузки. По оси абсцисс — расстояние между датчиками, см.; по оси ординат — трещиностойкость, МДж/м2; обозначения

▲ , Л, • , О соответствуют величинам Gc, GR, Gsc, G^.

в момент инициирования докритического роста трещины). Это показывает степень ошибки в случае методов, не учи­ тывающих при оценке трещиностойкости докритический рост трещины.

Величина Ос, показанная на рис. 2, получена при помощи уравнения (5), которое прямо не включает в б с докритиче­ ский рост трещины. Следовательно, нелинейный энергетиче­ ский критерий, как показывают вычисления, в этом случае более непосредственно учитывает эффекты докритического