Можно видеть, что характер изменения величины Кгст сильно колебательный, тогда как динамический КИН К:лан изменяется более стабильно. В диапазоне изменения времени /От это различие особенно значительно. Оно становится меньше с увеличением интервала времени, однако даже для моментов времени, превышающих Зт, влияние динамических эффектов не исчезает и разница между /С]ст и /С1ДИН заметна.
Эти результаты показывают, что влияние динамических эффектов на КИН для трещин в принципе должно учитываться при измерении динамической прочности материалов в ударных испытаниях. В частности, это влияние может быть очень большим для образцов, разрушающихся хрупко на ранней стадии нагружения. Только при больших временах до начала развития трещины, имеющих место в образцах из вязких материалов,, процедура анализа динамических испытаний, основанная на. квазистатическом подходе, будет давать достаточно реальные данные о прочности материала.
Рис. 9.39. Экспериментальная установка для исследования поведения движущихся трещин. / — прозрачный образец; 2 — трещина; 3 — пучок света; 4 — плоскость действительного изображения.
Движущиеся трещины
Рассмотрим результаты исследования зависимости величины КИН К] от скорости движения трещины. Схема экспериментальной установки показана на рис. 9.39. В образце с одним боковым надрезом при растягивающей нагрузке движение трещины начинается от предварительно созданного надреза. При увеличении длины трещины и уменьшении сплошной перемычки интенсивность напряжений вблизи кончика трещины увеличивается и движение трещины поэтому ускоряется. Эксперименты выполнены на образце из аралдита В.
На рис. 9.40 показаны действительные изображения теневых картин при просвечивании (г0<0). Воспроизведены лишь 3 из 24 картин для ранней фазы движения трещины. На каждой картине указана мгновенная скорость трещины. Данные, полученные в результате обработки фотографий с использованием уравнения (9.15), представлены на рис. 9.41 в виде зависимости динамического коэффициента интенсивности напряжений Л"1Д"Н от скорости трещины v. Для малых и промежуточных скоростей трещин 0<250 м/с) величина КИН несколько увеличивается с ростом скорости трещины, однако при более высоких скоростях трещины (у>250 м/с) увеличение К\ с ростом vстановится более резким и /с!аин неограниченно возрастает. Максимально возможная скорость трещины поэтому ограничена. Для материала аралдит В предельная скорость трещины составляет около 400 м/с (теоретически максимальной скоростью трещины является скорость распространения волн Рэлея ск [18]; для аралдита В ск = 970 м/с).
Остановка трещин
Подобно вязкости разрушения К.\с, соответствующей началу движения трещины (критическая величина КИН для разрушения материала), вязкость остановки трещины К,\а — это критическая величина КИН в момент остановки трещины. Величина /С]я характеризует склонность материала к остановке движущейся трещины. Вязкость остановки трещины измеряется с помощью специальных лабораторных экспериментов. Чтобы получить информацию о напряженном состоянии вблизи кончика останавливающейся трещины, было проведено исследование процесса распространения и последующей остановки трещины (см. также '[29—32]).
Рис. 9.40. Фотографии теневых картин для движущейся трещины (фотографировалось действительное изображение при просвечивании образца из аралдита В).
Сделано предположение, что напряженное состояние в момент остановки должно быть статическим,. поскольку скорость трещины в момент остановки равна нулю-[33].
Рис. 9.41. Зависимость динамического коэффициента интенсивности напряжений Ллд"н от скорости движения трещины.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.