14.01.2026
Эволюция когезионной зоны в процессе динамического роста трещин поперечного сдвига в хрупких материалах
Сотрудником лаборатории компьютерного конструирования материалов проведено численное исследование особенностей динамики роста трещины поперечного сдвига при «до-рэлеевском» и сверхсдвиговом режиме роста. Исследование проведено с использованием метода дискретных элементов и оригинальной модели разрушения, разработанных в ИФПМ СО РАН. Применяемая модель разрушения учитывает конечное время зарождения (инкубации) локального разрушения, что позволяет изучать различные режимы разрушения в рамках единого математического формализма.
В работе исследуется динамика роста трещины и ее связь с эволюцией когезионной зоны при переходе из до-рэлеевского режима роста в сверхсдвиговый, в частности с изменением ее протяженности и напряженного состояния. Показано, что режим и установившееся значение скорости роста трещины контролируются напряжениями в когезионной зоне. В частности, переход трещины в сверхсдвиговый режим роста обусловлен образованием дочерней трещины в области максимальных касательных напряжений в когезионной зоне.
Установлено, что длина когезионной зоны не является материальной константой, но зависит от режима роста трещины и варьируется в процессе роста в результате постоянного перераспределения сдвиговых напряжений. Динамика изменения длинны когезионной зоны в процессе роста трещины зависит от напряженного состояния когезионной зоны, которое, в свою очередь, определяются величиной плотности упругой энергии, запасенной в окружающем объеме материала.
Работа выполнена в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, тема номер FWRW-2021-0002. Результаты исследования опубликованы в журнале Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика (Q3):
Григорьев, А.С. Эволюция когезионной зоны в процессе динамического роста трещин поперечного сдвига в хрупких материалах / А.С. Григорьев // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. – 2025. – № 6. – С. 14–30. DOI: 10.15593/perm.mech/2025.6.02
В работе исследуется динамика роста трещины и ее связь с эволюцией когезионной зоны при переходе из до-рэлеевского режима роста в сверхсдвиговый, в частности с изменением ее протяженности и напряженного состояния. Показано, что режим и установившееся значение скорости роста трещины контролируются напряжениями в когезионной зоне. В частности, переход трещины в сверхсдвиговый режим роста обусловлен образованием дочерней трещины в области максимальных касательных напряжений в когезионной зоне.
Установлено, что длина когезионной зоны не является материальной константой, но зависит от режима роста трещины и варьируется в процессе роста в результате постоянного перераспределения сдвиговых напряжений. Динамика изменения длинны когезионной зоны в процессе роста трещины зависит от напряженного состояния когезионной зоны, которое, в свою очередь, определяются величиной плотности упругой энергии, запасенной в окружающем объеме материала.
Работа выполнена в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, тема номер FWRW-2021-0002. Результаты исследования опубликованы в журнале Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика (Q3):
Григорьев, А.С. Эволюция когезионной зоны в процессе динамического роста трещин поперечного сдвига в хрупких материалах / А.С. Григорьев // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. – 2025. – № 6. – С. 14–30. DOI: 10.15593/perm.mech/2025.6.02