Какова область применимости линейной механики разрушения?

Линейно- упругая механика разрушения (далее линейная механика разрушения, ЛМР) применима к ситуациям хрупкого разрушения. При этом реакция тела с трещиной на нагрузку - деформация  демонстрирует линейно- упругое поведение вплоть до момента хрупкого нестабильного разрушения. Объем локализованного пластического сечения у вершины трещины весьма небольшой и не оказывает заметного влияния на общий линейный характер зависимоти «нагрузка-деформация».

Перечислим условия, которые способствуют линейно-упругому поведению материала вплоть до хрупкого разрушения:

· высокий предел текучести, в обычных условиях;

· низкие температуры эксплуатации;

· плоская деформация;

· массивные сечения или значительная толщина стенки;

· включенные в конструкцию механические «стеснители» деформации;

· радиационное повреждение (охрупчивание) обычно вязких материалов; в этих условиях материал может разрушаться хрупко без заметной пластической деформации;

· высокая скорость нагружения;

· химическая агрессивная и поверхностно активная среда.

Какова область применимости нелинейной (упругопластической) механики разрушения?

Упругопластическая механика разрушения в какой-то мере схожа с линейно-упругой механикой разрушения. Однако упругопластическая механика разрушения для характеристики интенсивности напряжений и деформаций в области вершины трещины оперирует иными параметрами, чем в линейной механике разрушения. Упругопластическую механику разрушения используют в случае, когда размеры пластической зоны у вершины трещины (предшествующей или сопутствующей событию разрушения) значительно больше допустимой в линейной механике разрушения. Область пластической деформации у вершины трещины достаточно большая (соизмерима с размерами трещины и детали), так же как и деформации в ней. Это сказывается на  общей зависимости «нагрузка-деформация» всей конструкции (диаграмма деформирования), которая становится нелинейной.

Упругопластическая механика разрушения позволяет оценить степень безопасности при вязком характере разрушения.

Какими категориями (понятиями или переменными) оперирует механика разрушения материалов в условиях временной или температурной ползучести?

Механика разрушения материалов в этих условиях использует такие переменные, как время и температура. В условиях временной или температурной ползучести материала образование трещины, ее рост и полное разрушение происходит на фоне пластического течения практически во всем объеме элемента конструкции. Ползучесть имеет место при напряжениях, как правило, ниже предела упругости. Деформации ползучести зависят от времени и происходят при статических нагрузках при температурах, превышающих 0,4-0,5 абсолютной температуры плавления материала (в Кельвинах) для металлов и комнатной температуре для полимеров. Указанные переменные используют для описания роста трещин в условиях ползучести или ползучести и усталости одновременно.

10. Назовите основные три параметра, между которыми обеспечивается количественная связь в механике разрушения.

Механика разрушения обеспечивает связь между тремя основными параметрами:

· Глобальным (брутто) напряжением, действующим в элементе конструкции;

· Размером присутствующего трещиноподобного дефекта;

· Механическими свойствами сопротивляемости материала росту трещины (трещиностойкостью).

Локальные поля напряжений и деформаций вокруг дефекта оценивают посредством параметров, которые в момент разрушения принимают критические значения. Эти критические параметры определяют трещиностойкость материала, а также обеспечивают оценку потенциальной возможности разрушения и остаточного ресурса эксплуатации конструкции или ее элемента с дефектом.

В чем состоит основная концепция механики разрушения?

Основная концепция механики разрушения состоит в формулировке условия между нагрузкой, приложенной к телу с трещиной, и сопротивлением материала росту трещины. Если сопротивление материала разрушению при наличии острой трещины меньше соответствующих параметров напряженно-деформированного состояния у вершины трещины, то произойдет разрушение конструкции. Следовательно, для исключения разрушения сопротивления материала (трещиностойкость) должно превышать соответствующие параметры у вершины трещины (иногда называемые трещинодвижущей силой): Эта концепция может быть записана в виде критериального уравнения (критерия разрушения):

              Трещинодвижущая сила ≥ трещиностойкость материала

Задача механики разрушения состоит в описании обеих частей этого уравнения в терминах, отражающих как локальные условия нагружения, так и свойства трещиностойкости материала или его реакцию на эти условия.