Предупреждение аварий

1.3. Экспериментальные способы определения коэффициентов
интенсивности напряжений

В ЛМР полагают, что материал везде, кроме малой области вблизи конце трещины, является линейно упругим, однородным и изотропным.

Силовые (К _1c и K _c , энергетические (G _1c и G _c и деформационные (δ _с ) критерии линейной механики разрушения (ЛМР) определяют в опытах на образцах с искусственно созданной трещиной. Размеры образцов, режим нагружения и метода измерений описаны в ГОСТ 25.505-85.

Надрез устраивают путем укладки пленки на место будущего надреза или пропила в затвердевшем бетоне. Балочные образцы испытывают по

14

3-точечной или 4-точечной схемам. Нагрузка постепенно увеличивается. При критическом ее значении из надреза разовьется трещина. Тогда

где σ_пс - номинальное напряжение в ослабленном сечении у кончика трещины при критической нагрузке; l - длина надреза; h - высота образца λ= l/h,Y(λ) - полином, учитывающий конечность размеров образца

где М- критический изгибающий момент; l - ширина образца (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Определение K_1c на балочках с надрезом,
схема 3-точечного изгиба; l - датчик ширины раскрытия трещины

В образцах типа "двойная консоль" имеются два наружных паза, расположенных вдоль призмы. Нагрузка прикладывается на одном из концов призмы в виде двух противоположно направленных сосредоточенных сил. При испытании по схеме "двойное кручение" образец нагружается четырьмя силами F/2 , вызывающими два крутящих момента FW_кр /2 .

Критическая скорость высвобождения энергии G_1cопределяется косвенным путем. Для линейно-упругого материала

Первое уравнение относится к плоскому напряженному состоянию, второе - к плоской деформации.

Существуют и экспериментальные методы определения G_lc. В одном из них определяют прогибы балочки Δf от нагрузки Р , вычисляются dC/dl для серии изгибаемых образцов-близнецов, отличающихся длиной начальной трещины l.

15

Тогда

где F _c - критическая нагрузка на образец; b - ширина; dC / dl - значение производной по длине трещины образца.

16