На правах рукописи
АЛЕКСЕЕВ Анисий Анисиевич
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ РАЗРУШЕНИЯ ПРИ БЫСТРОМ РАСПРОСТРАНЕНИИ И ВЕТВЛЕНИИ ТРЕЩИН
01.02.06 - «Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры»
01.02.04 - «Механика деформируемого твердого тела»
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Якутск – 2009
Работа выполнена в Институте физико-технических проблем Севера Сибирского Отделения Российской Академии Наук
Научный руководитель: кандидат физико-математических наук, доцент
Сыромятникова Айталина Степановна
Научный консультант: доктор технических наук,
Левин Алексей Иванович
Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор
Корнев Владимир Михайлович
доктор технических наук
Сукнев Сергей Викторович
Ведущая организация: Специальное конструкторско-технологическое бюро
«Наука» КНЦ СО РАН
Защита состоится «29» июня 2009 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 003.054.02 в Институте гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН по адресу: 630090, Новосибирск, пр. Лаврентьева, 15
тел./факс:(383)333-16-12.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН
Автореферат разослан « » мая 2009 г.
Ученый секретарь диссертационного совета
доктор технических наук М.А. Леган
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы.
Одной из важнейших задач динамической механики разрушения является изучение динамического распространения трещины в твердых телах, которое характеризуется либо быстрым распространением магистральной трещины, либо ветвлением трещины и развитием семейства трещин. К наименее изученным проблемам относится ветвление трещины, которое наблюдается в таких кристаллических и аморфных материалах, как стекло, сталь, алюминий, полимеры.
Экспериментальные и теоретические аспекты этой проблемы изучались в работах E. Yoffe, H. Shardin, F. Kerkhof, С.В. Серенсена, В.М. Финкеля, А. Даффи, K. Ravi-Chandar, W.G. Knauss, J. Fineberg, A.S. Kobayashi, И.Н. Бедия, О.Б. Наймарка, О.А. Плехова, С.В. Уварова и др. Несмотря на большое количество работ по данной проблеме, вопросы, связанные с установлением критерия и объяснением механизма ветвления трещины в твердых телах, остаются открытыми, а выводы разных авторов нередко противоречивы. Следует отметить, что ветвление трещин изучалось в основном на модельных материалах (полиметилметакрилат (ПММА), эпоксидная смола, Homalite-100), и только в единичных работах – в конструкционных материалах, в том числе - в сталях. Это связано с техническими сложностями в реализации разрушения образца с ветвлением трещины и несовершенством измерительной аппаратуры.
Как показывает практика, катастрофические аварии крупногабаритных тонкостенных металлоконструкций (газонефтепроводов большого диаметра, резервуаров, сосудов давления и др.) происходят не только при протяженном распространении хрупкой или вязкой трещины, но и при ее ветвлении. Последние приводят к осколочному характеру разрушения тела конструкции и наносят наибольший материальный ущерб. Примером такого вида разрушения является осколочное разрушение трубы магистрального газопровода Берге–Якутск после 30 лет эксплуатации, когда возникшая от усталостного дефекта в сварном шве трещина распространилась вдоль трубопровода с многочисленными ветвлениями.
Таким образом, экспериментальное исследование закономерностей разрушения при распространении трещин с ветвлением в материалах различной природы имеет важное значение и в фундаментальном, и в прикладном аспектах и является актуальной задачей разработки методов прогнозирования прочности и долговечности твердых тел.
Целью работы является исследование закономерностей разрушения модельных и конструкционных материалов при быстром распространении и ветвлении трещины и изучение физического механизма перехода трещины к режиму ветвления.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Разработка и реализация методик экспериментального исследования ветвления трещин в модельных и конструкционных материалах.
2. Исследование закономерностей разрушения и эволюции зон процессов разрушения в модельных и конструкционных материалах при быстром распространении и ветвлении трещин.
3. Изучение механизма перехода трещины от прямолинейного распространения к режиму ветвления.
Научная новизна:
1. Разработаны методики для экспериментального исследования ветвления трещин в пластинах и тонкостенных цилиндрических оболочках, позволяющие контролировать режим распространения трещины при разрушении (без ветвления или с ветвлением).
2. Установлены общие для ПММА и углеродистой стали макроскопические закономерности разрушения: ветвление трещины происходит при критическом уровне разрушающего напряжения s * и ширине ветви, сравнимой с толщиной пластины или оболочки; расстояние от надреза до точки ветвления трещины уменьшается с повышением s * ; диапазоны углов ветвления в исследованных материалах со
Одними из наиболее популярных услуг на рынке IT-технологий являются создание и продвижение лендингов. Они способны положительно влиять на деятельность любого бизнес-проекта в интернете. Судя по многочисленным отзывам, заказавшие создание лендингов люди ни разу не пожалели о потраченных деньгах. Они вложили в будущее, которое неразрывно связано с интернетом. Всё больше и больше предпринимателей обращаются к услугам разных агентств, веб-студий, чтобы заказать создание лендинга у профессионалов.