Academic Journal
Расчет эффективной трещиностойкости для упругопластической слоистой среды
| Τίτλος: | Расчет эффективной трещиностойкости для упругопластической слоистой среды |
|---|---|
| Πηγή: | Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. |
| Στοιχεία εκδότη: | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет», 2014. |
| Έτος έκδοσης: | 2014 |
| Θεματικοί όροι: | ЭФФЕКТИВНАЯ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ,СЛОИСТАЯ НЕОДНОРОДНАЯ СРЕДА,СТРУКТУРА,МЕХАНИКА РАЗРУШЕНИЯ,ИНТЕНСИВНОСТЬ ОСВОБОЖДЕНИЯ ЭНЕРГИИ,ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ,EFFECTIVE FRACTURE TOUGHNESS,LAYERED INHOMOGENEOUS MEDIUM,STRUCTURE,FRACTURE MECHANICS,INTENSITY OF EXEMPTION ENERGY,PLASTIC STRAIN |
| Περιγραφή: | The problem of prediction of effective fracture toughness of the layered media is solved in this work. The two-component periodic layered media with the crack of a normal separation, which is located perpendicular to the plane of the reinforcement, the size of which is much greater than the characteristic size of the element structure (layer thickness) was presented as a calculated model. Parameter of fracture toughness of a structural element is accepted equal to the parameter of fracture toughness of the homogeneous material, the equivalent to it on structure. Influence of non-linear deformation of one of the components, elastic properties of which much differ from the second, by the amount of effective crack resistance of a composite in known parameters of crack resistance of structural elements taking into account a type of anisotropy is investigated. The problem was solved numerically by finite element method, which allows model the structure of inhomogeneous material using the finite element mesh. The effective energy of destruction was defined as the sum of energy consumption for the destruction of N layers at an increment of crack length on the length Δ l. There was accepted that the i-th element of the structure is destroyed when the current characteristics of the crack reaches fracture toughness value of structure element. The work of external forces (energy of destruction) was calculated at the corresponding external loading from the solution of a boundary value problem for the inhomogeneous body with a crack. The dependencies of effective intensity of exemption energy from the level of macroloading were obtained. The load level according to parameters of fracture toughness of components was chosen so that the whole material is subjected to elastic deformation, at the same time the binder turns into plastic condition. Calculations shows that by analogy to traditional constructional materials (metals and alloys) the account of plastic strain leads to increase the fracture energy and, respectively, to increase the fracture toughness of the macrohomogeneous anisotropic medium. Fracture toughness also increases with increasing stiffness of the component in the direction of reinforcement. Решается задача прогнозирования эффективной трещиностойкости слоистой среды. В качестве расчетной модели была представлена двухкомпонентная периодическая слоистая среда с трещиной нормального отрыва, расположенной перпендикулярно плоскости армирования, размер которой много больше характерного размера элемента структуры (толщины слоя). Параметр трещиностойкости структурного элемента принимается равным параметру трещиностойкости однородного материала, эквивалентного ему по составу. Исследовано влияние нелинейного деформирования одной из компонент, упругие свойства которой на порядок отличаются от второй, на величину эффективной трещиностойкости композита по известным параметрам трещиностойкости элементов структуры с учетом вида анизотропии. Задача решалась численно методом конечных элементов, позволяющим моделировать структуру неоднородного материала с использованием конечно-элементной сетки. Эффективная энергия разрушения определялась как сумма затрат энергии на разрушение N слоев при приращении длины трещины на длину ∆ l. Принималось, что i -й элемент структуры разрушается при достижении текущей характеристики трещины величины трещиностойкости элемента структуры. При соответствующей внешней нагрузке из решения краевой задачи для неоднородного тела с трещиной вычислялась работа внешних сил (энергия разрушения). Получены зависимости эффективной интенсивности освобождения энергии от уровня макронагрузки. Уровень нагрузки в соответствии с параметрами трещиностойкости компонент выбирается таким образом, чтобы материал в целом деформировался упруго, при этом связующее переходило в пластическое состояние. Расчеты показали, что по аналогии с традиционными конструкционными материалами (металлы и сплавы) учет пластической деформации приводит к увеличению энергии разрушения и, соответственно, к увеличению трещиностойкости макрооднородной анизотропной среды. Трещиностойкость также возрастает с увеличением жесткости компонент в направлении армирования. |
| Τύπος εγγράφου: | Article |
| Περιγραφή αρχείου: | text/html |
| Γλώσσα: | Russian |
| ISSN: | 2304-6457 2224-9982 |
| Σύνδεσμος πρόσβασης: | http://cyberleninka.ru/article/n/raschet-effektivnoy-treschinostoykosti-dlya-uprugoplasticheskoy-sloistoy-sredy http://cyberleninka.ru/article_covers/16542342.png |
| Αριθμός Καταχώρησης: | edsair.od......2806..410ce24f9cad3536a51a53d6a47e8f92 |
| Βάση Δεδομένων: | OpenAIRE |
| ISSN: | 23046457 22249982 |
|---|