Тезисы

Кузнецов А.П. Вероятностный подход к элементарным процессам разрушения.


Типичным примером такого элементарного процесса является разрушение тонкого упруго-хрупкого кольца при динамическом радиально симметричном нагружении. Будем рассматривать именно этот процесс, сделав следующие предположения:
а) прочность материала кольца - случайная величина, распределенная по заданному закону (например, нормальному);
б) возникшая трещина генерирует волну разгрузки, распространяющуюся вдоль кольца со скоростью звука;
в) в зоне волны разгрузки какие-либо напряжения отсутствуют;
г) закон нарастания нагрузки на кольцо задан.

Почти очевидно, что средний размер осколка кольца будет прямо пропорционален среднему значению разности времен образования трещин в кольце, умноженному на скорость звука в материале кольца. Зная плотность распределение предела прочности материала кольца и закон нарастания нагрузки, можно перейти к плотности распределения величин времени t образования трещин.

Проделав вычисления и остановившись (в целях иллюстрации) на приближении малости дисперсии распределения предела прочности материала кольца по сравнению с максимальным напряжением, получим для среднего размера осколка < L > формулу:

< L > = CbЦ2/g (1)

Как и ожидалось, средний размер осколка кольца оказался пропорциональным скорости звука С и обратно пропорциональным скорости нагружения g, а коэффициентом пропорциональности стала величина дисперсии распределения предела прочности b. Несколько удивительным оказалось то, что в рассмотренном приближении средний размер осколка не зависит от величины среднего предела прочности.

Заметим, что описанный выше подход позволяет получить соотношения вида (1) не только для мономатериальных колец но для композитных.

Резюме:

Исследование элементарных процессов разрушения позволяет решать задачи точно, а использование вероятностного подхода для достижения решений позволило выявить ( и качественно и количественно) существенность еще одной прочностной характеристики материала, подвергаемого динамическому нагружению, - дисперсии распределения его предела прочности.
Формула (1) может быть использована и для оценки локальной интенсивности разрушения сплошной среды независимо от условий нагружения.

Литература

1.Кузнецов В.М. О разрушении металлических колец в пластическом состоянии. ФГВ N4, 1973.

2.Черников А.Г. Разрушение колец из алюминия и дюралюминия под действием радиальной нагрузки. ФГВ N4, 1976.

3.Рейнхард Дж., Пирсон Дж. Поведение металлов при импульсных нагрузках. М., ИЛ. 1958.



Вернуться на Главную страницу семинара

  ©   23.12.1999   Кузнецов А.П.,   web-дизайн ОО "Грант-клуб"   http://www.grantclub.da.ru
Hosted by uCoz