Том 21 (2018)


Нелокальные и градиентные критерии разрушения квазихрупких материалов при сжатии

С.В. Сукнев

1Институт 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:
С.В. Сукнев  Нелокальные и градиентные критерии разрушения квазихрупких материалов при сжатии // Физ. мезомех. - 2018. - Т. 21. - № 4. - С. 22-32


вернуться