доктор технических наук, профессор, профессор кафедры физики прочности
doctor of technical sciences, professor, full professor of the department of strength physics
Рассмотрен подход к описанию роста коротких трещин при циклическом нагружении. Обсуждается понятие термина короткая (малая) трещина. Приведены результаты решения конкретных задач. В определённых случаях возникает разница в механическом поведении твёрдых тел при наличии короткой или длинной трещины в одном и том же месте детали. Рассмотрены некоторые эффекты, возникающие при циклическом нагружении во время роста начальной короткой трещины, и трансформации её в длинную. Рассмотрены малые (короткие) трещины в твёрдом теле. Дано определение короткой трещины. В некоторых случаях возникает разница в механическом поведении твёрдых тел при наличии короткой или длинной трещины в одном и том же месте детали. Рассмотрены некоторые эффекты, возникающие при циклическом нагружении во время роста начальной короткой трещины, и трансформации её в длинную. Актуальность проблемы малых трещин достаточно очевидна, но не вполне ясно, какие трещины считать малыми. Можно дать несколько определений малости трещины. Например, удобно отнести к малым трещинам те, которые отвечают нижнему пределу разрешающей способности дефектоскопической аппаратуры. Однако получаемые при этом абсолютные числа не связаны с процессом механического поведения тела с трещиной. Целесообразнее длину трещины сопоставлять с характерной шириной образца (детали) или же с диаметром пластической зоны у вершины трещины. В условиях циклического нагружения поведение трещин в зоне концентрации также имеет свои особенности, которые выражаются в начальном ускорении трещины, а затем, по мере увеличения длины, её скорость падает. Среди рассмотренных видов коротких трещин можно выделить трещины, которые целиком умещаются в областях повышенных напряжений около надрезов. Такие трещины называют механически короткими. Длина таких трещин соизмерима с длиной трещин, определяющих пороговые коэффициенты интенсивности напряжений в опытах по определению характеристик циклической трещиностойкости. Как видно из расчётов, механически короткая трещина сначала растёт быстро, но по мере выхода из области концентрации, достигает минимума, и затем снова возрастает, выходя из области концентрации. Далее трещина переходит в категорию длинных, следуя классической формуле Париса.
Considered small (short) crack in a solid body. In certain cases, there is a difference in the mechanical behavior of solid bodies in the presence of short or long cracks in the same place details. Discusses some of the effects arising from cyclic loading during the initial growth of short cracks, and transforming it into a long. The urgency of the problem of small cracks are fairly obvious, but it is not clear what the crack is considered small. It is possible to give several definitions of small cracks. For example, it is convenient to refer to the small cracks are those that meet the lower resolution limit of the flaw detection equipment. However, the resulting absolute sizes are not associated with the process of the mechanical behavior of body with crack. Better the crack length comparable with the characteristic width of the specimen (parts) or diameter of the plastic zone at the tip of the crack. Under cyclic loading the behavior of cracks in the area of concentration also has its own characteristics, which are expressed in the initial acceleration of the crack, and then, with increasing length, her speed drops. Among the considered types of short cracks can be identified cracks that entirely fit in the areas of high stresses around notches. Such cracks are called mechanically short. The length of such cracks is comparable with the crack length, determining a threshold stress intensity factors in the experiments to determine the characteristics of cyclic crack resistance. As can be seen from the calculations, the mechanically short crack grows rapidly at first, but as the field of concentration, reaches a minimum and then increases again, leaving a region of concentration. Further, the crack goes into the category of long, following the classic formula of Paris.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.