Силовой подход в механике разрушения

Для суждения о прочности тела недостаточно располагать решением теории упругости или пластичности о концентрации напряжений. Учёт состояний П материала требует введения новых расчётных моделей и концепций. Поскольку основными характеристиками, контролирующими поведение материала в вершине трещины, являются напряжения, деформации и энергия, то все критерии механики разрушения, аналогично классическим теориям прочности, делятся на энергетические, силовые и деформационные.

Процесс разрушения складывается из двух стадий — зарождения трещины и её распространения, каждаяиз которых подчиняется своим законам: первая стадия описывает условия наступления опасного состояния в точке в рассматриваемый момент (классические теории прочности); Вторая стадия исходит из наличия в теле трещины (описывается методами механики разрушения). При этом трещина рассматривается как тонкий разрез (щель), который способен распространяться, под влиянием внешних воздействий.

Критерии начала распространения трещины могут быть получены как на основе энергетических соображений, так и силовых. А.А. Гриффитсом в 1920 г. предложен энергетический критерий разрушения, а силовой критерий был сформулирован Ирвином лишь в 1957 г Ирвин также показал их эквивалентность. Реализация силового подхода привела к созданию достаточно строгой и завершённой теории линейной механики разрушения

Как оценивается теоретическая и техническая прочность

Какие бывают основные типы разрушения реального материала и

Их основные черты?

Разрушение может быть хрупким, квазихрупким или вязким в зависимости от степени пластической деформации перед заключительным процессом разделения материала.

Хрупкое разрушение происходит при локализации пластической деформации у вершины трещины или при ее отсутствии, что определяет малые затраты энергии на продвижение трещины. Скорость роста трещины высока и соизмерима со скоростью волн упругой деформации. Это можно увидеть, если построить график зависимости нагрузки от перемещения (деформации), где разрушение происходит «мгновенно» в точке максимальной нагрузки.

Вязкое разрушение характеризуется более медленным и более контролируемым распространением трещины, включающим интенсивное пластическое течение материала. Это связано со значительной пластической деформацией (смещением), сопровождающей возникновение и рост стабильно растущей трещины, что и определяет ее поведение как вязкое. Вязкий рост трещины продолжается даже за точкой максимальной способности тела нести нагрузку. Затраты энергии на продвижение трещины относительно велики.

На поверхности излома часто возникает смешанное разрушение, при котором часть излома хрупкая (обычно в середине поверхности излома), а остальная часть- вязкая.

    Поверхность хрупкого излома обычно имеет блестящий зернистый (кристаллический) внешний вид; поверхность разрушения расположена перпендикулярно направлению максимального приложенного растягивающего напряжения или деформации в конструкции (поэтому встречается термин «прямой излом»).

При вязком разрушении в микроскоп видны ямки - следы вытянутых и разрушенных перемычек между порами, образующимися перед вершиной  магистральной трещины. Поэтому поверхность вязкого излома имеет тусклый (матовый) волокнистый вид и обычно часть поверхности излома распологается под углом примерно 45° к направлению растягивающего напряжения, это так называемые губы среза (иногда используют термин «косой излом»).

Существуют следующие основные виды разрушения: