Поле напряжений у вершины трещины при смешанном нагружении в условиях плоского напряженного состояния


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Приводится асимптотическое решение задачи о смешанном (двухосном) нагружении образца с трещиной в условиях плоского напряженного состояния с нелинейными определяющими уравнениями материала, удовлетворяющими дробно-линейному закону теории установившейся ползучести. Определены поля напряжений и скоростей деформаций ползучести у вершины трещины в условиях смешанного нагружения. Вид смешанного нагружения задается параметром смешанности нагружения, который изменяется от 0, что отвечает чистому сдвигу, до 1, что соответствует чистому нормальному отрыву. Получены аналитические представления компонент тензора напряжений и скоростей деформаций ползучести в непосредственной окрестности вершины трещины в полном диапазоне смешанных форм деформирования: от нормального отрыва до поперечного сдвига.

Об авторах

Лариса Валентиновна Степанова

Самарский государственный университет

Email: lst@ssu.samara.ru
(д.ф.-м.н., доц.), профессор, каф. математического моделирования в механике Россия, 443011, Самара, ул. Академика Павлова, 1

Екатерина Михайловна Адылина

Самарский государственный университет

Email: kateadulina@mail.ru
аспирант, каф. математического моделирования в механике Россия, 443011, Самара, ул. Академика Павлова, 1

Список литературы

  1. M. Kuna, Finite Elements in Fracture Mechanics, Theory-Numerics-Applications, Solid Mechanics and Its Applications, vol. 201, Dordrecht, Springer, 2013, xxv+464 pp. doi: 10.1007/978-94-007-6680-8.
  2. Л. В. Степанова, Математические методы механики разрушения, М.: Физматлит, 2009. 336 с.
  3. J. Pan, C. Lin, “Analytical solutions for crack-tip sectors in perfectly plastic Mises materials under mixed in-plane and out-of-plane shear loading conditions”, Eng. Frac. Mech., 2006, vol. 73, no. 13, pp. 1797-1813. doi: 10.1016/j.engfracmech.2006.03.002.
  4. M. Rahman, J. W. Hancock, “Elastic perfectly-plastic asymptotic mixed mode crack tip fields in plane stress”, Int. J. Sol. Struct., 2006, vol. 43, no. 13, pp. 3692-3704. doi: j.ijsolstr.2005.05.051.
  5. V. N. Shlyannikov, B. V. Ilchenko, N. V. Boychenko, “Biaxial Loading Effect on Higher-Order Crack Tip Parameters”, J. ASTM International, 2008, vol. 5, no. 8, JAI101548. doi: 10.1520/JAI101548.
  6. В. Н. Шлянников, С. Ю. Кислова, “Параметры смешанных форм деформирования для трещины в виде математического разреза” // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Математика. Механика. Информатика, 2009. Т. 9, No 1. С. 77-84.
  7. В. Н. Шлянников, А. В. Туманов, “Упругие параметры смешанных форм деформирования полуэллиптической трещины при двухосном нагружении” // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Математика. Механика. Информатика, 2010. Т. 10, No 2. С. 73-80.
  8. В. Н. Шлянников, “Решение задач нелинейного деформирования и разрушения материалов при сложном напряженном состоянии” // Физ. мезомех., 2012. No 1. С. 57-67.
  9. С. Ю. Кислова, В. Н. Шлянников, “Упругие и пластические параметры смешанности экспериментальных образцов различной геометрии” // Труды Академэнерго, 2012. No 1. С. 101-112.
  10. К. А. Вансович, В. И. Ядров, “Усталостные испытания стальных крестообразных образцов с поверхностной трещиной при двухосном нагружении” // Омский научный вестник, 2012. No 3(113). С. 117-121.
  11. К. А. Вансович, В. И. Ядров, “Экспериментальное изучение скорости роста поверхностных трещин в алюминиевом сплаве АК6 и в стали 20 при двухосном нагружении” // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 2012. Т. 15, No 4(2). С. 436-438.
  12. В. Н. Шлянников, А. П. Захаров, А. А. Герасименко, “Характеристики циклической трещиностойкости стали СТ-3 при двухосном нагружении” // Труды Академэнерго, 2013. No 4. С. 91-101.
  13. Л. В. Степанова, Т. Б. Элекина, “Смешанное нагружение (нормальный отрыв и поперечный сдвиг) элемента конструкции с трещиной в материале с дробно-линейным законом ползучести” // Вестник Самарского государственного университета, 2009. No 2(68). С. 123-139.
  14. Т. Е. Герасимова, П. Н. Ломаков, Л. В. Степанова, “Цифровая фотомеханика: численная обработка результатов оптоэлектронных измерений и ее приложение к задачам механики разрушения” // Вестник Самарского государственного университета, 2013. No 9/2(110). С. 64-74.
  15. Л. В. Степанова, Е. М. Адылина, “Автомодельное решение задачи о смешанном деформировании пластины с трещиной в среде с поврежденностью” // Вестник Самарского государственного университета, 2013. No 9/1(110). С. 76-93.
  16. Л. В. Степанова, “О собственных значениях в задаче о трещине антиплоского сдвига в материале со степенными определяющими уравнениями” // ПМТФ, 2008. Т. 49, No 1. С. 173-180.
  17. Л. В. Степанова, М. Е. Федина, “Автомодельное решение задачи о трещине антиплоского сдвига в связанной постановке (связка «ползучесть - поврежденность»)” // Вестник Самарского государственного университета, 2000. No 4(18). С. 128-145.
  18. Л. В. Степанова, М. Е. Федина, “О геометрии области полностью поврежденного материала у вершины трещины антиплоского сдвига в связанной постановке задачи (связка «ползучесть - поврежденность»)” // Вестник Самарского государственного университета, 2001. No 2(20). С. 87-113.
  19. Л. В. Степанова, М. Е. Федина, “Автомодельное решение задачи о трещине антиплоского сдвига в связанной постановке (ползучесть -поврежденность)” // ПМТФ, 2002. Т. 43, No 5. С. 114-123.
  20. Е. В. Ломакин, А. М. Мельников, “Пластическое плоское напряженное состояние тел, свойства которых зависят от вида напряженного состояния” // Вычислительная механика сплошных сред, 2009. Т. 2, No 2. С. 48-64 doi: 10.7242/1999-6691/2009.2.2.12.
  21. А. М. Мельников, “Плоское напряженное состояние полосы из материала, свойства которого зависят от вида напряженного состояния” // Вестник Нижегородского университета им. Н. И. Лобачевского, 2011. No 4(5). С. 2352-2353.
  22. Е. В. Ломакин, А. М. Мельников, “Задачи плоского напряженного состояния тел с вырезами, пластические свойства которых зависят от вида напряженого состояния” // Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, 2011. No 1. С. 77-94.
  23. C. F. Shih, Elastic-plastic analysis of combined mode crack problems, Ph. D. Thesis, Cambridge, M.A., Harvard University, 1973.
  24. C. F. Shih, J. W. Hutchinson, “Fully Plastic Solutions and Large Scale Yielding Estimates for Plane Stress Crack Problems”, J. Eng. Mater. Technol., 1976, vol. 98, no. 4, pp. 289-295. doi: 10.1115/1.3443380.
  25. C. F. Shih, “Small-Scale Yielding Analysis of Mixed Mode Plane-Strain Crack Problems”, Fracture Analysis (STP560), Proceedings of the 1973 National Symposium on Fracture Mechanics, Part II, 1974, pp. 187-210. doi: 10.1520/STP33141S doi: 10.1520/STP560-EB.
  26. V. N. Shlyannikov, Elastic-Plastic Mixed-Mode Fracture Criteria and Parameters, Lecture Notes in Applied Mechanics, vol. 7, Berlin, Springer, 2003, viii+246 pp. doi: 10.1007/978-3-540-45836-4.
  27. Mixed-Mode Crack Behavoir (STP1359), eds. K. J. Miller, D. L. McDowell, 1999, ix+337 pp. doi: 10.1520/stp1359-eb.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Самарский государственный технический университет, 2014

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».