Критерий локальной прочности

Abstract

Предложен локальный критерий хрупкой прочности структурно-неоднородных материалов, базирующийся на масштабном эффекте механических свойств материала в условиях концентрации напряжений. Функция локальной прочности материала предполагается зависящей от масштабного параметра, представляющего собой отношение размера зоны концентрации напряжений к характерному размеру структуры материала. Рассмотрена задача о прочности твердого тела при растяжении, содержащего концентратор напряжений произвольных размеров и формы, включая предельный случай вырождения гладкого концентратора в прямолинейную или круглую трещину. Сформулированы требования к поведению критического напряжения и критического размера дефекта и определен вид функции локальной прочности. Для разрушающего напряжения получены выражения интерполяционного вида и проведено сопоставление расчетных данных с известными экспериментальными.

Запропоновано локальний критерій крихкої міцності структурно-неоднорідних матеріалів, що базується на масштабному ефекті механічних властивостей матеріалу в умовах концентрації напружень. Згідно із запропонованим критерієм функція локальної міцності матеріалу припускається залежною від масштабного параметра, що представляє собою відношення розміру зони концентрації напружень до характерного розміру структури матеріалу. Розглянуто задачу щодо міцності твердого тіла при розтязі з концентратором напружень довільних розмірів і форми, включаючи граничний випадок виродження гладкого концентратора в прямолінійну або круглу тріщину. Сформульовано вимоги до поведінки критичного напруження і критичного розміру дефекта та визначено вид функції локальної міцності. Для руйнівного напруження отримано вирази інтерполяційного виду і проведено зіставлення розрахункових даних із відомими експериментальними.

We propose a local criterion of brittle fracture of structurally-heterogeneous materials, which is based on the scale factor of the material mechanical properties under conditions of stress concentration. Function of the material local strength is assumed to be dependant of the scale parameter, which is a ratio between the stress concentration zone size and the specific size of the material structure. We analyze the strength problem of tension of a solid body containing a stress raiser of arbitrary dimensions and shape, including the limiting case of the smooth stress raiser degeneration into a linear or circular crack. We formulate the requirements to the behavior of the critical values of stress and defect size, as well mas determine the type of the local strength function. For the critical stress we obtained the interpolation dependences and compared the calculated results with the known experimental ones.