Том 11 (2008)


Модель мезомеханики развития усталостной трещины для прикладных нанотехнологий

Внук М.П.1, Рузбехани А.1

1Висконсинский университет, Милуоки, WI 53201, США

В работе представлена модель распространения усталостной трещины с учетом энергии, диссипируемой в зоне процесса. Эта модель во многом опирается на представления мезомеханики, применимые к области вблизи переднего фронта растущей трещины. Представленная модель, основанная на концепции когезионной трещины, по всей видимости, достаточно хорошо описывает явления, обуславливающие нелинейные дискретные процессы деформации и разрушения. Показано, что смещение непосредственно перед вершиной трещины не является нулевым, а плавно приближается к нулю на некотором конечном расстоянии, равном протяженности зоны декогезии. Следовательно, сингулярное напряжение в вершине трещины отсутствует. Для моделирования конечных напряжений в сильно нелинейной зоне перед вершиной трещины (в концевой зоне) использовано некоторое распределение когезионного напряжения. Данное представление согласуется с концепцией В.Е. Панина о последовательности процессов деформации и предразрушения на мезоуровне. С помощью аналитических методов, а именно степенного и экспоненциального законов, описаны много- и малоцикловая усталость соответственно. Вычислены значения отношения между значением верхнего плато и предельным уровнем циклической R-кривой, вычисленным в рамках модели «конечного удлинения» М. Внука для случая докритического роста трещины. Соотношения, полученные нами на основе принципов механики разрушения на наноуровне, могут служить переходным звеном между континуальным описанием реакции среды на разрушение и более фундаментальным, микроструктурным представлением поведения материала. Ключевые слова: усталость, разрушение, распространение трещины, диссипация энергии, зона процесса, деформация, мезомеханика, масштабные эффекты, дискретное разрушение.


стр. 89 – 102

Образец цитирования:
Внук М.П., Рузбехани А.  Модель мезомеханики развития усталостной трещины для прикладных нанотехнологий // Физ. мезомех. - 2008. - Т. 11. - № 3. - С. 89-102
M.P. Wnuk and A. Rouzbehani A mesomechanics model of fatigue crack growth for nanoengineering applications, Fiz. mezomekh, 11, No. 3 (2008) 89.


вернуться