Без рубрики

Физическая модель роста хрупкой трещины при динамическом воздействии на статически нагруженный образец с надрезом

В.Н. ПетровВ.В. Лепов*
10.31242/2618-9712-2019-24-1-116-122

Показать больше

Институт физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова СО РАН, Якутск, Россия
*[email protected]

Поступила в редакцию 09.01.2019
Принята к публикации 27.02.2019

УДК 539.4.01; 678.019

Информация для цитирования:
Петров В.Н., Лепов В.В.Физическая модель роста хрупкой трещины при динамическом воздействии на статически нагруженный образец с надрезом // Природные ресурсы Арктики и Субарктики. 2019. Т. 24, № 1. С.116–122. https://doi.org/10.31242/2618-9712-2019-24-1-116-122.

Аннотация. Предложена модифицированная модель роста динамической трещины в вязкоупругом материале на основе структурного подхода, включающего термокинетическую концепцию С.Н. Журкова и критерий хрупкого разрушения Нейбера–Новожилова. Подход учитывает неоднородную микроструктуру материала и позволяет моделировать стадийность развития трещины, выявляемую фрактографическими исследованиями. Дан анализ основных параметров физически обоснованной модели, апробированной на данных эксперимента по импульсному расклиниванию образцов из полиметилметакрилата с острым боковым надрезом, нагружаемых статическим растяжением в широком диапазоне климатических температур.

Ключевые слова: хрупкое разрушение, вязкоупругость, ударное нагружение, растяжение, бегущая трещина, полиметилметакрилат, модель роста, трещиностойкость, высокоскоростная фоторегистрация.

Благодарности. Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект 18-48-140015) и Программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук (проект III.28.1.1.) с использованием оборудования Центра коллективного пользования «Станция натурных испытаний» ИФТПС СО РАН.

Список литературы
  1. Братов В.А. Численные модели динамики разрушения // Вычислительная механика сплошных сред. 2009. 3(2). С. 5–16. https://doi. org/10.7242/1999-6691/2009.2.3.18.
  2. Ha Y.D., Bobaru F. Studies of dynamic crack propagation and crack branching with peridynamics // International Journal of Fracture. 2010. 162. P. 229–244. https://doi.org/10.1007/s10704-0109442-4.
  3. Valeriy Lepov, Albert Grigoriev, Mbelle Samuel Bisong, Kyunna Lepova. Brittle Fracture Modeling for Steel Structures operated in the Extreme // Procedia Structural Integrity. 2017. V. 5. Р. 777–784.
  4. Лепов В.В., Григорьев А.В., Мбелле С.Б., Сивцев П.В., Голиков Н.И., Махарова С.Н., Ачикасова В.С., Лепова К.Я. Повреждения и ресурс стальных конструкций, эксплуатирующихся в экстремальных условиях // Горный информационноаналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2017. С. 50–58.
  5. Md Raziun Bin Mamtaz. Measurement of Fracture Toughness of Polymethyl Methacrylate (PMMA). Technical Report. Department of Mechanical Engineering, Hong Kong University of Science and Technology, Clear Water Bay, Kowloon, Hong Kong, 2016. 20 р.
  6. Стухляк П.Д., Букетов А.В., Панин С.В., Марущак П.О., Мороз К.М., Полтаранин М.А., Вухерер Т., Корниенко Л.А., Люкшин Б.А. Структурные уровни разрушения эпоксидных композитных материалов при ударном нагружении // Физическая мезомеханика. 2014. Т. 17(2). С.65–83. doi: 10.24411/1683-805X-2014-00057.
  7. Головин Ю.И., Тюрин А.И., Бойцов Э.А., Хлебников В.В. Кинетика формирования отпечатка и микромеханизмы пластической деформации при динамическом микрои наноиндентировании ступенчатонарастающей нагрузкой // XV Петербургские чтения по проблемам прочности. Санкт-Петербург, 12–14 апреля 2005 г.: Сборник тезисов. СПб., 2005. С.54.
  8. Петров В.Н., Лепов В.В. Критерии оценки трещиностойкости конструкционных материалов
    // Металлургия машиностроения. 2011. 6. С.12–
    14.
  9. Петров В.Н., Лепов В.В., Семенов Х.Н., Ларионов В.П. Энергетический критерий разрушения полимерных материалов для случая комбинированного статико-динамического нагружения
    // Физическая мезомеханика. 2002. 4(5). С.67–72.
  10. Бартенев Г.М. Прочность и механизм разрушения полимеров. М.: Химия, 1984. 280 c.
  11. Киреенко О.Ф., Лексовский А.М., Регель В.Р. Фрактографический метод определения условий перехода к хрупкому разрушению в полимерах // Проблемы прочности. 1972. 7. С.60–63.
  12. Гольдштейн Р.В., Осипенко Н.М. Разрушение и формирование структуры // Докл. АН СССР. 1978. 4(240). С.829–832.
  13. Гольдштейн Р.В., Осипенко Н.М. Структуры и процессы разрушения горных пород // Построение моделей развития сейсмического процесса и предвестников землетрясений. Вып. 1. М., 1993. С. 21–37.
  14. Лепов В.В., Ачикасова В.С., Иванова А.А., Лепова К.Я. Структурный подход к многомасштабному моделированию эволюционных процессов в материалах с внутренней микроструктурой // Наука и образование. 2015. №4. С. 82–87.
  15. Ayatollahi M.R., Razavi S.M.J., Moghaddam
    M. Rashidi, Berto F. Mode I fracture analysis of polymethylmetacrylate using modified energy-based models // Физическая мезомеханика. 2015. Т. 18,
    № 5. С. 53–62. doi: 10.24411/1683-805X-2015-
    00053.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.