Том 21 (2018)
- Номер 1 (февраль 2018)
- Номер 2 (апрель 2018)
- Номер 3 (июнь 2018)
- Номер 4 (август 2018)
- Номер 5 (октябрь 2018)
- Номер 6 (декабрь 2018)
Нелокальные и градиентные критерии разрушения квазихрупких материалов при сжатии
С.В. Сукнев1Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН, Якутск, 677980, Россия
DOI 10.24411/1683-805X-2018-14003
УДК 539.4 : 622.023.23
Выполнен анализ возможности применения известных нелокальных и градиентных критериев разрушения для описания хрупкого, квазихрупкого и вязкого разрушения материалов с вырезами. Общим свойством выбранных критериев является введение внутреннего размера материала, характеризующего его структуру, что позволяет описать масштабный эффект в условиях концентрации напряжений и тем самым расширить область применения по сравнению с традиционными критериями. Показано, что эта область ограничена случаями хрупкого либо квазихрупкого разрушения с малой зоной предразрушения. Для расширения области применения критериев на случаи квазихрупкого разрушения с развитой зоной предразрушения предложено отказаться от гипотезы о размере зоны предразрушения как о константе материала, связанной только с его структурой. Разработаны, физически обоснованы и экспериментально подтверждены новые нелокальные критерии, являющиеся развитием критериев средних напряжений, напряжений в точке, фиктивной трещины, градиентного критерия и содержащие комплексный параметр, характеризующий размер зоны предразрушения и учитывающий не только структуру материала, но и пластические свойства материала, геометрию образца и условия его нагружения. Получены выражения для критического давления в задаче об образовании трещин отрыва при сжатии в образцах геоматериалов с круговым отверстием. Результаты расчетов хорошо согласуются с экспериментальными данными о разрушении гипсовых плит с отверстием. Кроме того, применение разработанных критериев позволило объяснить наблюдаемую в эксперименте смену характера разрушения с хрупкого на вязкий при увеличении размера отверстия.
Ключевые слова: хрупкое разрушение, квазихрупкое разрушение, вязкое разрушение, нелокальные критерии, градиентные критерии, геоматериалы, масштабный эффект, концентрация напряжений
стр. 22 – 32
Образец цитирования: