Модель зони зчеплення з нерівномірним законом зчеплення – відриву для системи декількох колінеарних тріщин

Abstract

Для оцінки граничного рівня навантаження на елементи конструкції, які містять тріщини із зонами передруйнування, широко використовується модель зони зчеплення. У статті розглянуто навантаження нескінченної пластини із системою колінеарних тріщин нормального відриву прикладеними на нескінченності розтягувальними зусиллями. Використано метод розв’язання задач механіки тріщин в рамках моделі зони зчеплення, який був запропонований авторами. Розв’язок для розкриттів тріщин знайдено для нерівномірного зв’язку між зчепленням та відривом з урахуванням умови плавності змикання берегів. Побудовано числові розв’язки для декількох значень параметра форми степеневого закону зчеплення—відриву. Проілюстровано залежність розкриття у вершинах фізичних тріщин від рівня зовнішнього навантаження. Встановлено, що його критичний рівень практично не залежить від параметра форми.

Для оценки предельного уровня нагрузки на элементы конструкции, содержащие трещины с зонами предразрушения, широко используется модель зоны сцепления. В статье рассмотрено действие на бесконечную пластину с системой коллинеарных трещин нормального отрыва растягивающих усилий, приложенных на бесконечности. Использован метод решения задач механики трещин, предложенный авторами. Решение для раскрытий трещин найдено для неравномерной связи между сцеплением и отрывом с учетом условия плавности смыкания берегов. Построены числовые решения для нескольких значений параметра формы степенного закона сцепления—отрыва. Проиллюстрирована зависимость раскрытия в вершинах физических трещин от уровня внешней нагрузки. Установлено, что его критический уровень практически не зависит от параметра формы.

The cohesive zone models are widely used for assessments of the critical loading level on structures. Here, an infinite plate with mode I collinear cracks is studied under a uniform tension applied at infinity. A proposed technique is applied to solve the problem basing on the cohesive crack model. The solution for the crack opening is found for a nonuniform tractionseparation law with regard for the condition of smooth closure of the crack lips. Numerical results are presented for several values of the tractionseparation law shape parameter. Some illustrations are given for the dependence of the crack opening on the external loading. It is found that its critical level is almost independent of the shape parameter.