Умови зародження крихкого руйнування в тілах із тонкими пружними включеннями

Abstract

Досліджено три основні механізми зародження руйнування в тілах із тонкими концентраторами напружень: безпосередньо в тілі, на межі поділу матеріалів та у самому включенні. При дослідженні руйнування тіла поблизу включення проаналізовано застосування критеріїв на основі силових функцій, J-інтеграла, густини енергії деформації. Також побудовано співвідношення, що оцінюють сумарну енергію деформації в зоні інтенсивності напружень поблизу вістря дефекту. При дослідженні руйнування межі включення–тіло побудовано залежності, що пов’язують узагальнені коефіцієнти інтенсивності напружень із максимальними значеннями контактних напружень у вершині заокругленого тонкого дефекту. Руйнування включення пов’язане із досягненням напруженнями чи деформаціями у ньому своїх критичних значень. Усі випадки проілюстровано числовими розрахунками конкретних прикладів.

This paper studies three main fracture initiation mechanisms in solids with thin stress concentrators: directly in the solid; on the solid-inclusion interface and inside the inclusion. For studying of fracture of solid near inclusion it provides the analysis of fracture criterions based on the force functions, J-integral, strain energy density. Also the equation, which accounts the total strain energy in the stress intensity zone near the defect’s tip, is received. For studying of fracture of inclusion-matrix interface the relations of stress concentration and generalized stress intensity factors are obtained. Inclusion’s fracture is related with the critical values of its internal strain or stress. The numerical analysis of certain problems is provided.