Effect of delayed crack nucleation under threshold pulse loading

Berezkin, A. N.; Krivosheev, S. I.; Petrov, Yu. V.; Уткин, А. В.

doi:10.1134/1.1333869

Cited by 31 publications

(19 citation statements)

References 1 publication

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Применение критерия инкубационного времени поз-воляет объяснить многие эффекты, наблюдаемые в ди-намических испытаниях [8][9][10][11][12][13][14][15]. В частности, явление Журнал технической физики, 2017, том 87, вып.…”

Section: критерий инкубационного времениunclassified

“…Это влечет проведение целой серии испытаний, в которых при заданных длительности и форме нагрузки определяется минимально необходимая для разрушения амплитуда. Подобные эксперименты проводились в [15], где на-блюдался задержанный старт макроскопических трещин на ниспадающей ветви локального силового поля, т. е. момент разрушения наступал спустя некоторое время после прохождения коэффициентом интенсивности мак-симального значения. Наиболее наглядно условия возникновения эффекта задержки разрушения можно продемонстрировать на примере нагружающих импульсов треугольной формы.…”

Section: явление переотражения волн реализация эффекта задержки разрunclassified

See 1 more Smart Citation

Эффект Задержки Разрушения При Разрушении Стальных Образцов В Условиях Откола

Михайлова¹,

Волков²,

Мещеряков³

et al. 2017

Журнал Технической Физики

View full text Add to dashboard Cite

Проведены динамические испытания по откольному разрушению двух партий образцов из стали 30ХН4М. Обработка экспериментальных данных проводилась по классической методике, основанной на решении волнового уравнения в упругой постановке. Было выявлено три образца, при испытании которых наблюдался эффект задержки разрушения. При помощи критерия инкубационного времени были показаны условия возникновения задержки разрушения на примере треугольных нагружающих импульсов. Для остальных образцов была построена скоростная кривая прочности. Показано, что предельные напряжения при динамических воздействиях для образцов из разных партий существенно отличаются, несмотря на единый химический состав и одинаковую прочность в статике. DOI: 10.21883/JTF.2017.04.44312.1931 Введение Откольное разрушение является одним из основных методов изучения процессов, протекающих в твердом теле в условиях динамического растяжения [1][2][3][4][5]. Рас-смотрение волновых процессов, характерных для от-кольной задачи, позволяет найти импульс напряжений, приводящий к разрушению [1,2]. Как правило, для оценки параметров откольного импульса используется так называемое акустическое приближение, когда при-нимаются во внимание только упругие напряжения, действующие в зоне откола.Разрушение образца может происходить спустя неко-торое время после достижения максимума растягиваю-щего напряжения в сечении откола. Это означает, что момент разрушения приходится на ниспадающий или постоянный участок действующего локального напряже-ния. Данное явление называется задержкой разрушения, а импульсы, соответствующие такому виду разруше-ния, как правило, являются близкими к пороговым. Под пороговыми понимаются критические импульсы заданной длительности и формы, имеющие минималь-ную, достаточную для разрушения амплитуду. Задержка разрушения фиксировалась в ряде экспериментов по отколу, например [6,7], однако подробное обсуждение этого явления в литературе практически отсутствует. Нередко в подобной ситуации прочность чисто фор-мально связывают со временем действия растягивающих напряжений в сечении откола [6].В настоящей работе дается объяснение явлению задержки откольного разрушения с помощью крите-рия инкубационного времени. Концепция структурно-временного критерия основывается на двух характери-стиках материала: квазистатической прочности матери-ала и инкубационном времени разрушения. Указанные величины являются прочностными параметрами мате-рила, которые не зависят от условий эксперимента и могут быть применены для различных видов нагруже-ний. Данный подход показал свою эффективность при определении условий возникновения различных пере-ходных процессов, таких как хрупкое разрушение [8,9], электропробой [10], кавитация в жидкости [11]. Одномерная волновая задачаРазрушение при отколе происходит следующим об-разом: ударный импульс создает сжимающую волну в образце, которая продвигается вдоль его оси, достигая свободной поверхности. После отражения от нее волна сжатия меняет знак на противоположный и движется в виде волны растяжения в обратную сторону. По-скольку прочнос...

show abstract

Section: критерий инкубационного времениunclassified

Section: явление переотражения волн реализация эффекта задержки разрunclassified

Эффект Задержки Разрушения При Разрушении Стальных Образцов В Условиях Откола

Михайлова¹,

Волков²,

Мещеряков³

et al. 2017

Журнал Технической Физики

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The fracture criterion based on the concept of incubation time, proposed in [7][8][9][10][11][12][13][14], makes it possible to predict the EPJ Web of Conferences unstable behaviour of the dynamic-strength characteristics observed in experiments on the dynamic fracture of solids. The fracture criterion can be written in the following general form:…”

Section: Incubation Time Criterionmentioning

confidence: 99%

“…It should be noted that notions of "size effect" and "scale effect" in [6] were nonselective. In this paper, "size effect" and "scale effect" concrete and rocks is considered based on structuraltemporal approach, described in [7][8][9][10][11][12][13][14]. The static compressive strength and the fracture stress decreases at the growth of specimen's length (size effect) and rises at the increases of specimen's width (scale effect).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Scale and size effects in dynamic fracture of concretes and rocks

Petrov

Selyutina

2015

EPJ Web of Conferences

View full text Add to dashboard Cite

Abstract. Structural-temporal approach based on the notion of incubation time is used for interpretation of strain-rate effects in the fracture process of concretes and rocks. It is established that temporal dependences of concretes and rocks are calculated by the incubation time criterion. Experimentally observed different relations between ultimate stresses of concrete and mortar in static and dynamic conditions are explained. It is obtained that compressive strength of mortar at a low strain rate is greater than that of concrete, but at a high strain rate the opposite is true. Influence of confinement pressure on the mechanism of dynamic strength for concretes and rocks is discussed. Both size effect and scale effect for concrete and rocks samples subjected to impact loading are analyzed. Statistical nature of a size effect contrasts to a scale effect that is related to the definition of a spatio-temporal representative volume determining the fracture event on the given scale level.

show abstract

“…Особенно важным и существенным будет отличие в случае пороговых воздействий, когда, как показано в ряде экспериментов, разрушение может происходить с задержкой, т. е. после достижения максимальных значений растягивающего напряжения в откольном сечении. Экспериментально явление задержки разрушения может наблюдаться не только при отколе [15], но также и в случае разрушения образцов с трещинами [16].…”

unclassified

О Некоторых Принципиальных Особенностях Обработки Данных Испытаний На Откольное Разрушение

Волков¹,

Петров²,

Уткин³

2017

Физика Твердого Тела

View full text Add to dashboard Cite

Анализируется способ обработки результатов динамических испытаний по откольному разрушению, основанный на точном решении волнового уравнения, а также получивший широкое распространение его упрощенный вариант, основанный на предполагаемой однозначной связи величины сброса скорости свободной поверхности с предельным напряжением разрыва среды. При помощи рассматриваемых точных решений волновой методики определяются возникающие при отколе импульсы растягивающих напряжений. Приводится сравнение полученных уровней напряжений в момент разрушения со значениями откольной прочности, вычисленными по методике сброса скорости. Показаны случаи совпадения и расхождения результатов, полученных с помощью обеих методик. На примере нагружающих импульсов различной формы приведены возможные сценарии разрушения образца, в частности, показана возможность возникновения эффекта задержки разрушения, который может быть потерян при упрощенном способе обработки. В настоящее время одним из основных способов динамического испытания материалов на растяжение в микро-и субмикро-секундном диапазоне длитель-ностей является эксперимент, основанный на явлении откольного разрушения. При соответствующих испы-таниях в образце инициируется сжимающий импульс напряжений, который при отражении от свободной по-верхности приводит к единичному или множественному разрыву материала [1][2][3]. Информацию о динамических процессах, происходящих в образце во время испыта-ния, получают измерением скорости частиц свободной поверхности. Было разработано несколько различных способов измерения, которые позволяют получить вре-менную зависимость скорости свободной поверхности с разрешением вплоть до десятков пикосекунд [4,5]. Это позволяет детально зафиксировать все высокоскорост-ные изменения, возникающие перед разрушением образ-ца. Обычно при интерпретации полученных данных на временных профилях скорости свободной поверхности удается выделить несколько характерных точек, указы-вающих на возникновение в материале упругой волны, пластической волны, фазовых превращений, а также момента разрушения образца и координату откольного сечения [6][7][8][9][10][11]. В частности, по этим точкам определяют величину откольной прочности материала, под которой обычно подразумевается величина растягивающих на-пряжений в месте разрыва на момент разрушения.В настоящее время часто применяется способ опре-деления динамической прочности по так называемому сбросу скорости -разности между максимальным значением и последующим за ним первым локальным минимумом на диаграмме скорости свободной поверх-ности [7][8][9][10][11]. Данный способ может оказываться вполне эффективным в условиях, когда в образцах иницииру-ются высокоинтенсивные запороговые воздействия [11]. Однако об этой особенности не следует забывать при обработке экспериментальных данных в иных условиях. Так, в случае пороговых разрушающих импульсов вычис-ление откольной прочности по сбросу скорости может привести к некорректным результатам. Это связано с тем, что динамическая прочность материала не может быть однозначно охарактеризована...

show abstract

Effect of delayed crack nucleation under threshold pulse loading

Cited by 31 publications

References 1 publication

Эффект Задержки Разрушения При Разрушении Стальных Образцов В Условиях Откола

Эффект Задержки Разрушения При Разрушении Стальных Образцов В Условиях Откола

Scale and size effects in dynamic fracture of concretes and rocks

О Некоторых Принципиальных Особенностях Обработки Данных Испытаний На Откольное Разрушение

Contact Info

Product

Resources

About