Розробка моделі для оцінки періоду докритичного росту втомної тріщини в неоднорідному за міцністними та втомними характеристиками матеріалі. Методика визначення коефіцієнтів інтенсивності напружень в пластинах біля випуклих криволінійних тріщин.
Аннотация к работе
Ці дефекти можуть зявлятися як в процесі створення матеріалу та виготовлення конструкції, так і на початковій стадії її роботи, особливо при циклічному навантаженні. В таких випадках визначення періоду докритичного росту тріщин має вирішальне значення для оцінки ресурсу роботи конструкції. А для визначення залишкової довговічності конструкції необхідно знати закономірності докритичного росту втомних тріщин. Однак для виготовлення складових частин конструкцій поряд із однорідними широко використовуються матеріали, в яких спостерігається неоднорідність механічних характеристик і властивостей опору втомному руйнуванню. Для досягнення поставленої мети необхідно було розвязати такі задачі: сформулювати розрахункову модель для оцінки періоду докритичного росту втомної тріщини в неоднорідному за міцністними та втомними характеристиками матеріалі з врахуванням передісторії його пластичного деформування;Оскільки розрахунок інженерних конструкцій на довговічність вимагає дослідження кінетики руйнування (докритичного росту втомних тріщин), то ще у цьому розділі розглянуто різні математичні методи визначення кінетики поширення втомних тріщин: покрокові та метод граничної інтерполяції. Отже, для того, щоб втомна тріщина виросла на довжину Dl за DN циклів навантаження, дисипація енергії під час пластичних деформацій в матеріалі в точках (x,y) на шляху росту тріщини W=W(x,y) повинна досягнути значення енергії руйнування матеріалу Wp(x,y)): DW=DWP або, представляючи повну енергію через її складові (див. рис. Оскільки за один акт руйнування у кожній точці відрізка Dl розкриття вершини тріщини отримує максимальне значення (dmax), то енергія gs може бути визначена як gs =dmax s 0, (9) де s0-усереднене значення напружень в зоні передруйнування згідно з відомою dc-моделлю із врахуванням циклічного зміцнення-знеміцнення матеріалу. Врахувавши це та використавши результати обчислення енергії циклічних деформацій , отримано: (10) де ?D?d(r,q)=dmax(r,q)-?d0(r,q) - розмах розкриття модельної тріщини згідно з ?dc-моделлю в точці s пластичної зони передруйнування (0?Јs?Јlpf ); ; ?dmax=?dmax(r,q), ?dmin=?dmin(r,q) - максимальне і мінімальне розкриття берегів модельного розрізу в циклі; ?dop=?dop(r,q) - залишкове розкриття тріщини; ?dth=?dth(x,y) - порогове значення розкриття ?d0 (при ?dmax??dth тріщина не росте). Нескінченна ізотропна пластина з прямолінійною тріщиною довжини 2a (a=0,01 м) розтягується на нескінченності напруженням p=apc (pc - руйнівне напруження) перпендикулярно лінії тріщини так, що її вершина переміщується з точки x=0 у точку x=x0 . Після цього напрям дії зовнішніх зусиль дещо змінили й пластину навантажували напруженням q=hp під кутом 3p ¤ 4 до лінії розташування тріщини (рис.