Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Нагрузки в вершине трещины могут быть уменьшены до комбинации трех независимых факторов интенсивности напряжений.

Механика разрушения - это область механики, связанная с изучением распространения трещин в материалах. В нем используются методы аналитической механики твердого тела для расчета движущей силы трещины и методы экспериментальной механики твердого тела для определения сопротивления материала разрушению .

Теоретически напряжение перед острой вершиной трещины становится бесконечным и не может использоваться для описания состояния вокруг трещины. Механика разрушения используется для характеристики нагрузок на трещину, обычно с использованием одного параметра для описания полного состояния нагрузки на вершине трещины. Был разработан ряд различных параметров. Когда пластическая зона мала по сравнению с длиной трещины, напряженное состояние в вершине трещины является результатом упругих сил внутри материала и называется линейной механикой упругого разрушения ( LEFM ) и может быть охарактеризовано с использованием коэффициента интенсивности напряжений . Хотя нагрузка на трещину может быть произвольной, в 1957 г. Г. Ирвин Было обнаружено, что любое состояние может быть сведено к комбинации трех независимых факторов интенсивности напряжения:

  • Режим I - режим раскрытия ( растягивающее напряжение, нормальное к плоскости трещины),
  • Режим II - Скользящий режим ( напряжение сдвига, действующее параллельно плоскости трещины и перпендикулярно ее фронту), и
  • Режим III - Режим отрыва (напряжение сдвига, действующее параллельно плоскости трещины и параллельно ее фронту).

Когда размер пластической зоны в вершине трещины слишком велик, можно использовать механику упругопластического разрушения с такими параметрами, как J-интеграл или смещение раскрытия вершины трещины .

Параметр характеризует состояние вершины трещины, которое затем может быть соотнесено с экспериментальными условиями для обеспечения сходства . Рост трещины происходит, когда параметры обычно превышают определенные критические значения. Коррозия может привести к медленному росту трещины при превышении порогового значения интенсивности стресс-коррозионного напряжения. Точно так же небольшие дефекты могут привести к росту трещин при циклическом нагружении. Было обнаружено, что для длинных трещин, известных как усталость , скорость роста во многом определяется диапазоном интенсивности напряжений, испытываемых трещиной из-за приложенной нагрузки. Быстрое разрушение произойдет, когда интенсивность напряжения превышает вязкость разрушения.материала. Прогнозирование роста трещин лежит в основе дисциплины механического проектирования по устойчивости к повреждениям .

Мотивация [ править ]

Процессы производства материалов, обработки, механической обработки и формовки могут привести к дефектам готового механического компонента. Во всех металлических конструкциях обнаруживаются внутренние и внешние дефекты, возникающие в процессе производства. Не все подобные дефекты нестабильны в условиях эксплуатации. Механика разрушения - это анализ дефектов для выявления тех, которые безопасны (то есть не растут), и тех, которые могут распространяться в виде трещин и, таким образом, вызывать разрушение дефектной конструкции. Несмотря на эти врожденные недостатки, с помощью анализа устойчивости к повреждениям можно добиться безопасной эксплуатации конструкции. Механика разрушения как предмет критического изучения существует всего лишь столетие, и поэтому она относительно нова. [1] [2]

Механика разрушения должна попытаться дать количественные ответы на следующие вопросы: [2]

  1. Какова прочность компонента в зависимости от размера трещины?
  2. Какой размер трещины допустим при эксплуатационной нагрузке, т.е. каков максимально допустимый размер трещины?
  3. Сколько времени требуется, чтобы трещина вырастала от определенного начального размера, например минимального обнаруживаемого размера трещины, до максимально допустимого размера трещины?
  4. Каков срок службы конструкции, если предполагается, что уже существует определенный размер дефекта (например, производственный дефект)?
  5. В течение периода, доступного для обнаружения трещин, как часто следует проверять конструкцию на наличие трещин?

Линейная механика упругого разрушения [ править ]

Критерий Гриффита [ править ]

Краевая трещина (дефект) длины в материале

Механика разрушения была разработана во время Первой мировой войны английским авиационным инженером А. А. Гриффитом - отсюда и термин « трещина Гриффита» - для объяснения разрушения хрупких материалов. [3] Работа Гриффита была мотивирована двумя противоречащими друг другу фактами:

  • Напряжение, необходимое для разрушения объемного стекла, составляет около 100 МПа (15000 фунтов на квадратный дюйм).
  • Теоретическое напряжение, необходимое для разрыва атомных связей в стекле, составляет приблизительно 10 000 МПа (1 500 000 фунтов на кв. Дюйм).

Требовалась теория, чтобы согласовать эти противоречивые наблюдения. Кроме того, эксперименты со стеклянными волокнами, которые проводил сам Гриффит, показали, что напряжение разрушения увеличивается с уменьшением диаметра волокна. Следовательно, прочность на одноосное растяжение, которая широко использовалась для прогнозирования разрушения материала до Гриффита, не могла быть независимым от образца свойством материала. Гриффит предположил, что низкая прочность на излом, наблюдаемая в экспериментах, а также зависимость прочности от размера были обусловлены наличием микроскопических дефектов в массивном материале.

Чтобы проверить гипотезу о дефекте, Гриффит ввел искусственный дефект в свои экспериментальные образцы стекла. Искусственный дефект имел форму поверхностной трещины, которая была намного больше, чем другие дефекты в образце. Эксперименты показали, что произведение квадратного корня из длины дефекта ( ) и напряжения при разрыве ( ) было почти постоянным, что выражается уравнением:

Объяснение этой связи с точки зрения линейной теории упругости проблематично. Теория линейной упругости предсказывает, что напряжение (и, следовательно, деформация) на вершине острого дефекта в линейном упругом материале бесконечно. Чтобы избежать этой проблемы, Гриффит разработал термодинамический подход к объяснению наблюдаемой им зависимости.

Рост трещины, расширение поверхностей по обе стороны от трещины требует увеличения поверхностной энергии . Гриффит нашел выражение для константы через поверхностную энергию трещины, решив задачу упругости конечной трещины в упругой пластине. Вкратце подход был таков:

  • Вычислите потенциальную энергию, запасенную в идеальном образце при одноосной растягивающей нагрузке.
  • Закрепите границу так, чтобы приложенная нагрузка не действовала, а затем создайте трещину в образце. Трещина ослабляет напряжение и, следовательно, снижает упругую энергию вблизи берегов трещины. С другой стороны, трещина увеличивает общую поверхностную энергию образца.
  • Вычислите изменение свободной энергии (поверхностная энергия - упругая энергия) в зависимости от длины трещины. Отказ происходит, когда свободная энергия достигает пикового значения при критической длине трещины, за пределами которой свободная энергия уменьшается по мере увеличения длины трещины, то есть в результате разрушения. Используя эту процедуру, Гриффит обнаружил, что

где - модуль Юнга материала и - плотность поверхностной энергии материала. Предполагая и дает отличное согласие предсказанного Гриффитса напряжения разрушения с экспериментальными результатами для стекла.

Для простого случая тонкой прямоугольной пластины с трещиной, перпендикулярной нагрузке, скорость выделения энергии,, становится равной :

где - приложенное напряжение, - половина длины трещины, - модуль Юнга , который в случае плоской деформации следует разделить на коэффициент жесткости пластины . Скорость высвобождения энергии деформации можно физически понимать как скорость, с которой энергия поглощается при росте трещины .

Однако у нас также есть это:

Если ≥ , это критерий, при котором трещина начнет распространяться.

Для материалов, сильно деформированных до распространения трещины, формулировка линейной упругой механики разрушения больше не применима, и необходима адаптированная модель для описания поля напряжений и смещений вблизи вершины трещины, например, при разрыве мягких материалов .

Модификация Ирвина [ править ]

Пластическая зона вокруг вершины трещины в пластичном материале

Работы Гриффита в значительной степени игнорировались инженерным сообществом до начала 1950-х годов. Причины этого, по-видимому, заключаются в (а) в реальных конструкционных материалах уровень энергии, необходимой для разрушения, на несколько порядков выше, чем соответствующая поверхностная энергия, и (б) в конструкционных материалах всегда есть некоторые неупругие деформации вокруг трещины. фронт, что сделало бы предположение о линейно-упругой среде с бесконечными напряжениями в вершине трещины крайне нереалистичным. [4]

Теория Гриффитса отлично согласуется с экспериментальными данными для хрупких материалов, таких как стекло. Для пластичных материалов, таких как сталь , хотя это соотношение все еще сохраняется, поверхностная энергия ( γ ), предсказываемая теорией Гриффитса, обычно нереально высока. Группа, работавшая под руководством Г. Р. Ирвина [5] в Лаборатории военно-морских исследований США (NRL) во время Второй мировой войны, поняла, что пластичность должна играть значительную роль в разрушении пластичных материалов.

В пластичных материалах (и даже в материалах, которые кажутся хрупкими [6] ) на вершине трещины возникает пластическая зона. По мере увеличения приложенной нагрузки пластическая зона увеличивается в размерах до тех пор, пока трещина не разрастется, а упруго деформированный материал за вершиной трещины не разгружается. Пластическая погрузка и разгрузка цикла вблизи вершины трещины приводит к диссипации от энергии в качестве тепла . Следовательно, к уравнению баланса энергии, разработанному Гриффитсом для хрупких материалов, следует добавить диссипативный член. С физической точки зрения для роста трещин в пластичных материалах требуется дополнительная энергия по сравнению с хрупкими материалами.

Стратегия Ирвина заключалась в разделении энергии на две части:

  • накопленная энергия упругой деформации, которая высвобождается при росте трещины. Это термодинамическая движущая сила разрушения.
  • рассеиваемая энергия, которая включает пластическую диссипацию и поверхностную энергию (и любые другие диссипативные силы, которые могут действовать). Рассеиваемая энергия обеспечивает термодинамическое сопротивление разрушению. Тогда полная энергия равна

где - поверхностная энергия, а - пластическая диссипация (и диссипация от других источников) на единицу площади роста трещины.

Модифицированная версия энергетического критерия Гриффита может быть записана в виде

Для хрупких материалов, таких как стекло, преобладает термин поверхностной энергии и . Для пластичных материалов, таких как сталь, преобладает показатель рассеяния пластичности и . Для полимеров близко к стеклованию температуре, мы имеем промежуточные значения между 2 и 1000 .

Коэффициент интенсивности стресса [ править ]

Другим значительным достижением Ирвина и его коллег было обнаружение метода расчета количества энергии, доступной для разрушения, в терминах асимптотических полей напряжений и смещений вокруг фронта трещины в линейном упругом твердом теле. [5] Это асимптотическое выражение для поля напряжений в режиме нагружения I связано с коэффициентом интенсивности напряжений K I следующим образом: [7]

где σ ij - напряжения Коши , r - расстояние от вершины трещины, θ - угол по отношению к плоскости трещины, а f ij - функции, которые зависят от геометрии трещины и условий нагружения. Ирвин назвал величину K коэффициентом интенсивности напряжений. Поскольку величина f ij безразмерна, коэффициент интенсивности напряжений можно выразить в единицах .

Интенсивность напряжения заменила скорость высвобождения энергии деформации, а термин, называемый вязкостью разрушения, заменил энергию поверхностной слабости. Оба этих термина просто связаны с энергетическими терминами, которые использовал Гриффит:

и

(для плоского напряжения )
(для плоской деформации )

где - интенсивность напряжений, вязкость разрушения, - коэффициент Пуассона.

Перелом происходит при . В частном случае плоской деформации деформации становится и считается свойством материала. Нижний индекс I возникает из-за различных способов нагружения материала, чтобы трещина могла распространяться . Это относится к так называемому «режиму I» загрузки в отличие от режима II или III:

Выражение для будет другим для геометрий, отличных от бесконечной пластины с трещинами в центре, как обсуждалось в статье о коэффициенте интенсивности напряжений. Следовательно, необходимо ввести коэффициент коррекции безразмерной , Y , для того , чтобы охарактеризовать геометрию. Этот поправочный коэффициент, также часто называемый коэффициентом геометрической формы , задается эмпирически определенным рядом и учитывает тип и геометрию трещины или надреза. Таким образом, мы имеем:

где Y является функцией длины трещины и ширины листа даны для листа конечной ширины W , содержащий по всей толщине трещины длиной 2 а , по:

Высвобождение энергии деформации [ править ]

Ирвин был первым, кто заметил, что если размер пластической зоны вокруг трещины мал по сравнению с размером трещины, энергия, необходимая для роста трещины, не будет критически зависеть от состояния напряжения (пластической зоны) при кончик трещины. [4] Другими словами, чисто упругое решение может использоваться для расчета количества энергии, доступной для разрушения.

Затем скорость выделения энергии для роста трещины или скорость выделения энергии деформации может быть рассчитана как изменение энергии упругой деформации на единицу площади роста трещины, т. Е.

где U является упругой энергии системы и длина трещины. При оценке приведенных выше выражений либо нагрузка P, либо смещение u постоянны.

Ирвин показал, что для трещины типа I (режим раскрытия) скорость выделения энергии деформации и коэффициент интенсивности напряжений связаны соотношением:

где E - модуль Юнга , ν - коэффициент Пуассона , а K I - коэффициент интенсивности напряжения в режиме I. Ирвин также показал, что скорость выделения энергии деформации плоской трещиной в линейном упругом теле может быть выражена через режим I, режим II (режим скольжения) и режим III (режим раздирания) коэффициенты интенсивности напряжений для наиболее общих условий нагружения.

Затем Ирвин принял дополнительное предположение о том, что размер и форма зоны диссипации энергии остаются примерно постоянными во время хрупкого разрушения. Это предположение предполагает, что энергия, необходимая для создания единичной поверхности разрушения, является постоянной величиной, которая зависит только от материала. Это новое свойство материала было названо вязкостью разрушения и обозначено G Ic . Сегодня именно критический коэффициент интенсивности напряжений K Ic , найденный в условиях плоской деформации, принят в качестве определяющего свойства в линейной механике упругого разрушения.

Пластиковая зона кончика трещины [ править ]

Теоретически напряжение в вершине трещины, радиус которой близок к нулю, стремится к бесконечности. Это будет считаться сингулярностью напряжения, что невозможно в реальных приложениях. По этой причине в численных исследованиях в области механики разрушения часто уместно представлять трещины в виде вырезов с закругленными концами , с зависимой от геометрии областью концентрации напряжений, заменяющей особенность вершины трещины. [7] На самом деле, концентрация напряжений в вершине трещины в реальных материалах, как было установлено, имеет конечное значение, но больше номинального напряжения, приложенного к образцу.

Тем не менее, должен существовать какой-то механизм или свойство материала, предотвращающее самопроизвольное распространение такой трещины. Предполагается, что пластическая деформация в вершине трещины эффективно притупляет вершину трещины. Эта деформация зависит в первую очередь от приложенного напряжения в соответствующем направлении (в большинстве случаев это направление y в регулярной декартовой системе координат), длины трещины и геометрии образца. [8]Чтобы оценить, как эта зона пластической деформации простиралась от вершины трещины, Ирвин приравнял предел текучести материала к напряжениям в дальней зоне в y-направлении вдоль трещины (x-направление) и рассчитал эффективный радиус. Исходя из этого соотношения и предполагая, что трещина нагружена до критического коэффициента интенсивности напряжений, Ирвин разработал следующее выражение для идеализированного радиуса зоны пластической деформации в вершине трещины:

Модели идеальных материалов показали, что эта зона пластичности сосредоточена в вершине трещины. [9] Это уравнение дает приблизительный идеальный радиус деформации пластической зоны за вершиной трещины, что полезно для многих ученых-строителей, поскольку оно дает хорошую оценку того, как материал ведет себя при воздействии напряжения. В приведенном выше уравнении параметры коэффициента интенсивности напряжений и показателя вязкости материала , а также предела текучести , имеют важное значение, поскольку они иллюстрируют многие вещи о материале и его свойствах, а также о размере пластической зоны. Например, если высокое, то можно сделать вывод, что материал жесткий, тогда как есливысокий, известно, что материал более пластичный. Соотношение этих двух параметров важно для радиуса пластической зоны. Например, если он маленький, то квадратное отношение к велико, что приводит к большему пластическому радиусу. Это означает, что материал может пластически деформироваться и, следовательно, является жестким. [8] Эту оценку размера пластической зоны за вершиной трещины можно затем использовать для более точного анализа поведения материала при наличии трещины.

Тот же процесс, что описан выше для загрузки одного события, также применяется и к циклической загрузке. Если трещина присутствует в образце, который подвергается циклическому нагружению, образец будет пластически деформироваться на вершине трещины и замедлить рост трещины. В случае перегрузки или отклонения эта модель слегка изменяется, чтобы приспособиться к внезапному увеличению напряжения по сравнению с тем, которое ранее испытывал материал. При достаточно высокой нагрузке (перегрузке) трещина вырастает из содержащей ее пластической зоны и оставляет после себя карман исходной пластической деформации. Теперь, если предположить, что напряжение перегрузки недостаточно велико для полного разрушения образца, трещина будет подвергаться дальнейшей пластической деформации вокруг вершины новой трещины, увеличивая зону остаточных пластических напряжений.Этот процесс еще больше укрепляет и продлевает срок службы материала, поскольку новая пластическая зона больше, чем она была бы в обычных условиях напряжения. Это позволяет материалу подвергаться большему количеству циклов нагрузки. Эта идея может быть дополнительно проиллюстрированаграфик алюминия с центральной трещиной, подверженной перегрузкам. [10]

Ограничения [ править ]

СС Скенектади.Особенности разделены друг от друга хрупкого разрушения в то время как в порту, 1943.

Но перед исследователями NRL возникла проблема, потому что военно-морские материалы, например, судовая листовая сталь, не являются идеально эластичными, но подвергаются значительной пластической деформации на вершине трещины. Одно из основных предположений в линейной механике упругого разрушения Ирвина - это мелкомасштабная податливость, условие, согласно которому размер пластической зоны мал по сравнению с длиной трещины. Однако это предположение является весьма ограничительным для определенных типов разрушения конструкционных сталей, хотя такие стали могут быть склонны к хрупкому разрушению, которое привело к ряду катастрофических отказов.

Линейно-упругая механика разрушения имеет ограниченное практическое применение для конструкционных сталей, и испытания на вязкость разрушения могут быть дорогостоящими.

Механика упруго-пластического разрушения [ править ]

Вертикальный стабилизатор , который отделился от рейса 587 American Airlines , что привело к катастрофе со смертельным исходом.

Большинство инженерных материалов демонстрируют нелинейное упругое и неупругое поведение в условиях эксплуатации, связанных с большими нагрузками. [ необходима цитата ] В таких материалах предположения линейной упругой механики разрушения могут не выполняться, то есть

  • пластическая зона в вершине трещины может иметь размер того же порядка, что и размер трещины.
  • размер и форма пластической зоны могут изменяться при увеличении приложенной нагрузки, а также при увеличении длины трещины.

Следовательно, для упругопластических материалов необходима более общая теория роста трещин, которая может учитывать:

  • местные условия для начального роста трещины, которые включают зарождение, рост и слияние пустот (декогезию) на вершине трещины.
  • критерий глобального энергетического баланса для дальнейшего роста трещин и нестабильного разрушения.

CTOD [ править ]

Исторически первым параметром для определения вязкости разрушения в упругопластической области было указанное смещение вершины трещины (CTOD) или «раскрытие на вершине трещины». Этот параметр был определен Уэллсом при исследовании конструкционных сталей, которые из-за высокой вязкости не могли быть охарактеризованы с помощью модели линейной упругой механики разрушения. Он отметил, что до того, как произошло разрушение, стенки трещины уходили [ необходимо уточнение ] и что вершина трещины после разрушения варьировалась от острой до закругленной из-за пластической деформации. Кроме того, закругление вершины трещины было более выраженным в сталях с превосходной вязкостью.

Есть несколько альтернативных определений CTOD. В двух наиболее распространенных определениях CTOD - это смещение в исходной вершине трещины и пересечение на 90 градусов. Последнее определение было предложено Райсом и обычно используется для вывода CTOD в таких конечно-элементных моделях. Обратите внимание, что эти два определения эквивалентны, если вершина трещины притупляется в виде полукруга.

Большинство лабораторных измерений CTOD было выполнено на образцах с трещинами по краям, нагруженных трехточечным изгибом. В ранних экспериментах использовался плоский лопаточный датчик, который вставлялся в трещину; когда трещина открылась, лопастной датчик вращался, и на xy-плоттер был отправлен электронный сигнал. Однако этот метод был неточным, так как лопастным датчиком было трудно достичь вершины трещины. Сегодня смещение V в устье трещины измеряется, и CTOD определяется, исходя из предположения, что половины образца жесткие и вращаются вокруг точки шарнира (вершины трещины).

R-кривая [ править ]

Ранней попыткой в ​​направлении механики упругопластического разрушения была кривая сопротивления растяжению трещин Ирвина, кривая сопротивления росту трещин или R-кривая . Эта кривая подтверждает тот факт, что сопротивление разрушению увеличивается с увеличением размера трещины в упругопластических материалах. R-кривая представляет собой график зависимости скорости диссипации полной энергии от размера трещины, и ее можно использовать для изучения процессов медленного устойчивого роста трещины и нестабильного разрушения. Однако R-кривая не использовалась широко в приложениях до начала 1970-х годов. Основные причины, по-видимому, заключаются в том, что R-кривая зависит от геометрии образца, и движущая сила трещины может быть трудно вычислить. [4]

J-интеграл [ править ]

В середине 1960-х Джеймс Р. Райс (тогда из Университета Брауна ) и Г.П. Черепанов независимо друг от друга разработали новую меру вязкости для описания случая, когда деформация вершины трещины достаточно велика, и деталь уже не подчиняется линейно-упругому приближению. Анализ Райса, который предполагает нелинейную упругую (или пластическую деформацию по теории монотонной деформации ) перед вершиной трещины, обозначен как J-интеграл . [11]Этот анализ ограничен ситуациями, когда пластическая деформация в вершине трещины не распространяется до самого дальнего края нагруженной части. Это также требует, чтобы предполагаемое нелинейное упругое поведение материала было разумным приближением по форме и величине к реальной нагрузочной реакции материала. Параметр упруго-пластического разрушения обозначается J Ic и обычно переводится в K Ic с использованием уравнения (3.1) приложения к этой статье. Также обратите внимание, что подход J-интеграла сводится к теории Гриффитса для линейно-упругого поведения.

Математическое определение J-интеграла выглядит следующим образом:

куда

- произвольный путь по часовой стрелке вокруг вершины трещины,
- плотность энергии деформации,
компоненты векторов тяги,
компоненты векторов смещения,
- увеличивающаяся длина вдоль пути , а
и - тензоры напряжений и деформаций.

Поскольку инженеры привыкли использовать K Ic для характеристики вязкости разрушения, для приведения к нему J Ic использовалось соотношение :

где для плоского напряжения и для плоской деформации.

Модель связной зоны [ править ]

Когда значительная область вокруг вершины трещины подверглась пластической деформации, можно использовать другие подходы для определения возможности дальнейшего расширения трещины и направления роста и ветвления трещины. Простая техника, которую легко включить в численные расчеты, - это метод модели когезионной зоны, основанный на концепциях, независимо предложенных Баренблаттом [12] и Дагдейлом [13] в начале 1960-х годов. Связь между моделями Дагдейла-Баренблатта и теорией Гриффита впервые была обсуждена Уиллисом в 1967 году. [14] Эквивалентность двух подходов в контексте хрупкого разрушения была показана Райсом в 1968 году [11].

Размер дефекта перехода [ править ]

Напряжение разрушения как функция размера трещины

Пусть материал имеет предел текучести и вязкость разрушения в режиме I . Согласно механике разрушения материал разрушается под действием напряжения . Исходя из пластичности, материал поддается при . Эти кривые пересекаются при . Это значение называется размером переходного дефекта и зависит от свойств материала конструкции. Когда это происходит , разрушение регулируется пластической текучестью, а когда разрушение - механикой разрушения. Значение для технических сплавов составляет 100 мм, а для керамики - 0,001 мм. [ необходима цитата ] Если предположить, что производственные процессы могут приводить к дефектам порядка микрометров , то можно видеть, что керамика с большей вероятностью разрушится в результате разрушения, тогда как технические сплавы разрушатся в результате пластической деформации.

См. Также [ править ]

  • AFGROW - ПО для анализа механики разрушения и усталостных трещин
  • Анализ разрушения бетона  - Изучение механики разрушения бетона
  • Землетрясение  - сотрясение поверхности земли, вызванное внезапным выбросом энергии в коре.
  • Усталость  - Ослабление материала из-за различных приложенных нагрузок.
  • Разлом (геология)  - трещина или разрыв в породе, по которым произошло смещение.
  • Notch (инженерия)
  • Перидинамика , численный метод решения задач механики разрушения
  • Удар (механика)  - внезапное кратковременное ускорение
  • Прочность материалов  - Поведение твердых предметов при напряжениях и деформациях.
  • Коррозионное растрескивание под напряжением  - рост трещин в агрессивной среде.
  • Механика структурного разрушения  - область проектирования конструкций, связанная с несущими конструкциями с одним или несколькими вышедшими из строя или поврежденными компонентами.

Ссылки [ править ]

  1. ^ TL Андерсон (1995). Механика разрушения: основы и приложения . CRC Press. ISBN 978-0849316562.
  2. ^ а б Х. Л. Эвальдс; Р.Дж.Х. Уонхилл (1984). Механика разрушения . Эдвард Арнольд и Делфтсе Уитгеверс Маатшаппий. ISBN 978-0-7131-3515-2.
  3. ^ Гриффит, AA (1921), «Явления разрыва и течения в твердых телах» (PDF) , Philosophical Transactions of the Royal Society of London , A, 221 (582–593): 163–198, Bibcode : 1921RSPTA.221. .163G , doi : 10.1098 / rsta.1921.0006 , архивировано из оригинала (PDF) 16 октября 2006 г. .
  4. ^ a b c Э. Эрдоган (2000) Механика разрушения , Международный журнал твердых тел и структур, 37, стр. 171–183.
  5. ^ a b Ирвин G (1957), Анализ напряжений и деформаций около конца трещины, пересекающей пластину , Журнал прикладной механики 24, 361–364.
  6. ^ Орован, Э., 1949. Разрушение и прочность твердых тел . Доклады о прогрессе физики XII, 185–232.
  7. ^ а б Лю, М .; и другие. (2015). «Усовершенствованный полу-аналитическое решение для напряжений в круглых вырезов наконечников» (PDF) . Инженерная механика разрушения . 149 : 134–143. DOI : 10.1016 / j.engfracmech.2015.10.004 .
  8. ^ a b Вайсхаар, Терри (28 июля 2011 г.). Аэрокосмические сооружения - введение в фундаментальные проблемы . Вест-Лафайет, Индиана: Университет Пердью.
  9. ^ "Размер пластической зоны на кончике трещины" . Справочник по устойчивому к повреждениям дизайну . LexTech, Inc . Проверено 20 ноября +2016 .
  10. ^ «Замедление» . Справочник по устойчивому к повреждениям дизайну . LexTech, Inc . Проверено 20 ноября +2016 .
  11. ^ a b Rice, JR (1968), "Независимый от траектории интеграл и приблизительный анализ концентрации деформации по выемкам и трещинам" (PDF) , Journal of Applied Mechanics , 35 (2): 379–386, Bibcode : 1968JAM .. ..35..379R , CiteSeerX 10.1.1.1023.7604 , DOI : 10,1115 / 1,3601206  .
  12. ^ Баренблатт, Г. И. (1962), "Математическая теория равновесных трещин в хрупком разрушении", достижения в области прикладной механики , 7 : 55-129, DOI : 10.1016 / s0065-2156 (08) 70121-2 , ISBN 9780120020072
  13. ^ Дагдейл, Д.С. (1960), «Податливость стальных листов, содержащих щели», Журнал механики и физики твердых тел , 8 (2): 100–104, Bibcode : 1960JMPSo ... 8..100D , doi : 10.1016 / 0022-5096 (60) 90013-2
  14. ^ Уиллис, JR (1967), "Сравнение критериев разрушения Гриффита и Баренблатта", Журнал механики и физики твердых тел , 15 (3): 151–162, Bibcode : 1967JMPSo..15..151W , doi : 10.1016 / 0022-5096 (67) 90029-4.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Бакли, CP «Материальный отказ», Конспект лекций (2005), Оксфордский университет .
  • Дэвидж, Р.В., Механическое поведение керамики , Cambridge Solid State Science Series, (1979)
  • Demaid, Адриан, Fail Safe , Открытый университет (2004)
  • Грин Д. Введение в механические свойства керамики , Cambridge Solid State Science Series, Eds. Кларк, Д.Р., Суреш, С., Уорд, И.М. (1998)
  • Lawn, BR, Разрушение хрупких твердых тел , Cambridge Solid State Science Series, 2nd Edn. (1993)
  • Фарахманд Б., Бократ Г. и Гласско Дж. (1997) Механика усталости и разрушения деталей с высоким риском , Chapman & Hall. ISBN 978-0-412-12991-9 . 
  • Чен, X., Май, Y.-W., Механика разрушения электромагнитных материалов: нелинейная теория поля и приложения , Imperial College Press, (2012)
  • А.Н. Гент, В.В. Марс, В: Джеймс Э. Марк, Бурак Эрман и Майк Роланд, редактор (ы), Глава 10 - Прочность эластомеров , Наука и технология резины , Четвертое издание, Academic Press, Бостон, 2013 г., стр. 473–516, ISBN 9780123945846 , 10.1016 / B978-0-12-394584-6.00010-8 
  • Zehnder, Алан. Механика разрушения , SpringerLink, (2012).

Внешние ссылки [ править ]

  • Нелинейная механика разрушения Заметки профессора Джона Хатчинсона, Гарвардский университет
  • Заметки о разрушении тонких пленок и многослойных слоев профессора Джона Хатчинсона, Гарвардский университет
  • Механика разрушения проф. Piet Schreurs, TU Eindhoven, Нидерланды