ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ МНОГОПАРАМЕТРИЧЕСКОГО РАЗЛОЖЕНИЯ ПОЛЯ НАПРЯЖЕНИЙ У ВЕРШИНЫ ТРЕЩИНЫ: МЕТОД ФОТОУПРУГОСТИ



Цитировать

Полный текст

Аннотация

Целью настоящего исследования является многопараметрический асимптотический анализ поля напряжений в непосредственной окрестности вершины трещины в линейно упругом материале и построение полного асимптотического разложения М. Вильямса поля напряжений в окрестности вершины трещины. Многопараметрический анализ поля напряжений основан на поляризационно-оптических методах механики деформируемого твердого тела (методе фотоупругости). Проведена цифровая обработка результатов оптоэлектронных измерений, выполненных на серии образцов с трещинами и надрезами. Были рассмотрены разные классы образцов из оптически чувствительных материалов, в частности образец с двумя коллинеарными трещинaми в условиях нормального отрыва. Подготовлен комплекс программ, позволяющий определить масштабные (амплитудные) множители полного асимптотического разложения М. Вильямса поля напряжений у вершины трещины. С помощью основного закона фотоупругости вычислены первые пять коэффициентов полного асимптотического разложения М. Вильямса. Проведено сравнение результатов экспериментов с имеющимися аналитическим решением. Показано, что результаты обработки оптоэлектронных измерений хорошо согласуются с аналитическим решением, полученным для бесконечной пластины с двумя коллинеарными трещинами.

Об авторах

Л. В. Степанова

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева

Автор, ответственный за переписку.
Email: morenov@ssau.ru
Россия

В. С. Долгих

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева

Email: morenov@ssau.ru
Россия

Список литературы

  1. Броек Д. Основы механики разрушения. М.: Высшая школа, 1980. 368 с.
  2. Степанова Л.В. Математические методы механики разрушения. М.: Физматлит, 2009. 336 с.
  3. Voyiadjis G.Z. Handbook of Damage Mechanics: Nano to Macro Scale for Materials and Structures. Berlin: Springer. 2015. 1577 p.
  4. Williams M.L. On the stress distribution at the base of a stationary crack // Journal of Applied Mechanics. 1957. Vol. 24. P. 109–114.
  5. Игонин С.А., Степанова Л.В. Асимптотика полей напряжений и сплошности у вершины усталостной трещины в поврежденной среде в условиях плоского напряденного состояния // Вестник Самарского государственного университета. 2013. № 9-2(110). C. 97–108.
  6. Кукушкин Е.В., Меновщиков В.А., Ереско Т.Т. Анализ современных представлений и подходов при исследовании усталостных разрушений игольчатых подшипников // Решетневские чтения. 2013. № 17. C. 287–288.
  7. Степанова Л.В., Росляков П.С. Полное асимптотическое разложение М. Уильямса у вершин двух коллинеарных трещин конечной длины в бесконечной пластине // Вестник Пермского национального технического университета. Механика. 2015. № 4. С. 188–225.
  8. Ramesh K., Gupta S., Kelkar A.A. Evaluation of stress field parameters in fracture mechanics by photoelastisity-revisited // Engineering Fracture Mechanics. 1997. Vol. 56. 25 p.
  9. Stepanova L.V., Roslyakov P.S. Multi-parameter description of the crack-tip stress field: analytic de-termination of coefficients of crack-tip stress expansions in the vicinity of the crack tips of two finite cracks in an infinite plane medium // International Journal of Solids and Structures. 2016. № 100-101. P. 11–28.
  10. Stepanova L.V., Roslyakov P.S. Complete Williams asymptotic expansion of the stress field near the crack tip: Analytical solutions, interference-optic methods and numerical experiments // AIP Conference Proceedings. 2016. V. 1785. 030029. doi: 10.1063/1.4967050.
  11. Stepanova L.V., Roslyakov P.S., Gerasimova T. Complete Williams Asymptotic expansion near the crack tips of collinear cracks of equal lengths in an infinite plane // Solid State Phenomena. 2017. Vol. 258. P. 209–212.
  12. Gupta M., Alderliesten R.C., Benedictus R. A review of T-stress and it’s effectsin fracture // Engineering Fracture Mechanics. 2015. Vol. 134. p. 218–241.
  13. Ботвина Л.Р. Разрушение. М.: Наука, 2008. 334 с.
  14. Скалецкая И.Е., Скалецкий Е.К., Прокопенко В.Т., Никущенко Е.М. Поляризационно-оптические методы исcледования: учебное пособие. СПб.: Университет ИТМО, 2015. 142 с.
  15. Трощенко В.Т., Покровский В.В., Прокопенко А.В. Трещиностойкость металлов при циклическом нагружении. Киев: Наукова думка, 1987. 256 с.
  16. Berto F., Lazzarin P. On higher order terms in the crack tip stress field // International Journal of Fracture. 2010. Vol.161. P. 221–226.
  17. Alsiya S., Jeya Leksmi C., Jishna Priya B.P., Mehta R.C. Image Processing Algorithm for Fringe Analysis in Phototelasticity // Scholars Journal of Engineering and Technology. 2016. V. 4(7). P. 325–328.
  18. Surendra K.V.N., Simha K.R.Y. Digital Image Analysis around isotropic points for photoelastic pattern recognition // Optic Engineering. 2015. V. 54(8).
  19. Williams M.L. Stress singularities resulting from various boundary conditions in angular corners of plates in tension // Journal of Applied Mechanics. Vol. 19, 1952. P. 109–114.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Степанова Л.В., Долгих В.С., 1970

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах