Введение

Содержание

Новороссийск

Учебное пособие

На прочность

Расчетов

Инженерных

Основы

Введение. 2

Лекция 1. Виды и классификации разрушений. 4

Лекция 2. Микро и макро механизмы разрушения. 10

Лекция 3. Напряженное состояние в теле. Часть 1. 17

Лекция 4. Напряженное состояние в теле. Часть 2. 24

Лекция 5. Напряженное состояние в теле. Часть 3. 31

Лекция 6. Напряженное состояние в зоне разрушения. 38

Лекция 7. Расчет коэффициента интенсивности напряжений. Часть 1. 43

Лекция 8. Расчет коэффициента интенсивности напряжений. Часть 2. 49

Лекция 9. Основные положения теории Гриффитса. 56

Лекция 10. Концепция Гриффитса-Орована-Ирвина. 60

Лекция 11. Поправка Ирвина на пластичность. 66

Лекция 12. Модели Леонова-Панасюка-Дагдейла, Билби-Коттрелла-Суиндена. 72

Лекция 13. Интеграл Черепанова-Райса. 79

Лекция 14. Экспериментальные методы механики разрушения. 86

Лекция 15. Механика усталостного разрушения. Часть 1. 93

Лекция 16. Механика усталостного разрушения. Часть 2. 101

Лекция 17. Практические вопросы механики разрушения. Часть 1. 108

Лекция 18. Практические вопросы механики разрушения. Часть 2. 116

Литература. 121

Важнейшей задачей инженера морского транспорта является обеспечение надежности и безопасной эксплуатации вверенных ему инженерно-технических сооружений (рис. 1.1). Значительную роль в достижении данной задачи играет умение прогнозировать длительную прочность отдельных конструктивных элементов и всего сооружения в целом. Качественное решение этого вопроса невозможно без применения современных средств и методов, глубоких знаний в области теоретической и прикладной механики, сопротивления материалов, деталей машин и механизмов, материаловедения и технологии материалов, а также других инженерно-технических дисциплин.

Под прочностью в технике подразумевается свойство конструкций сопротивляться нагрузкам без разрушения.

К настоящему моменту известны различные подходы, рассматривающие механизмы разрушения конструкционных материалов независимо друг от друга: атомистические подходы; подходы с позиций микроструктуры материалов; подходы с позиций механики сплошных сред; феноменологические подходы, включая математическую обработку экспериментальных данных; термодинамический и статистико-механический подходы; подходы учитывающий влияние окружающей среды и т.д.

Данный курс лекций посвящен рассмотрению вопросов разрушения различных инженерно-технических сооружений с трещинами, выполненных из металлических материалов, с позиций механики сплошных сред.

Раздел механики, в котором изучается прочность конструктивных элементов с позиций механики сплошных сред, называется механикой разрушения.

Рис. 1.1. Примеры разрушений на морском транспорте

Различают линейную и нелинейную механику разрушений. Линейная механика разрушений описывает хрупкое разрушение, происходящее в результате роста трещины при отсутствии заметных пластических деформаций у ее вершины. В случае, когда пластическая деформация у вершины трещины превышает 20% от ее длины, для описания разрушения используют методы нелинейной механики разрушений.

Методы механики разрушения позволяют на качественно новом уровне решать вопросы, связанные с выбором конструкционных материалов, формы и размеров детали, способов ее изготовления и характера эксплуатации. Знание основных законов, а главное критериев разрушения, позволяет принимать важные технические решения, добиваясь не столько того, чтобы в конструктивных элементах не появлялись трещины (что для сложных технических систем практически невозможно), а главным образом, чтобы не происходило их развитие.