CC BY
2
УДК 62
Грунский А.А. магистрант 1 курса факультет «Кораблестроения и Океанотехники» научный руководитель: Крыжевич Г.Б., к.техн.н.
доцент
кафедра «Строительной механики корабля» Санкт-Петербургский Государственный Морской Технический Университет Россия, г. Санкт-Петербург РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЕЩИНЫ НА ПЛАСТИНЕ
Аннотация:
Статья посвящена вопросам расчета характеристик трещины на пластине. Рассматривается напряженные состояния в пластической зоне линейно-упругого материала. Особое внимание обращается на эффективный коэффициент интенсивности напряжений возникающий в плоской зоне материала. Был произведен расчет в зависимости от количества циклов нагружения .
Ключевые слова: коэффициент интенсивности нагружений, пластическая зона, скорость развития трещины, линейно-упругий материал
Grunsky, A. A. undergraduate
1 course, faculty of "Shipbuilding and ocean engineering" Saint-Petersburg State Marine Technical University
Russia, Saint-Petersburg Scientific Director
Kryzhevich G. B., candidate of technical Sciences, associate Professor associate Professor of "structural mechanics of a ship" Saint-Petersburg State Marine Technical University
Russia, Saint-Petersburg CALCULATION OF THE CHARACTERISTICS OF CRACKS ON
THE PLATE
Abstract:
The article is devoted to calculation of characteristics of cracks on the plate. Is considered stress States in the plastic zone, linear elastic material. Special attention is paid to the effective stress intensity factor occurring in the flat area of the material. Calculations were made depending on the number of loading cycles.
Key words: intensity factor loadings, plastic zone, the rate of crack growth, linear elastic material
Введение
В настоящее время остается актуальным вопрос роста трещины в материале.
Во-первых, рост и возникновение трещины влияет на механические характеристики материала .
Во-вторых -долговечность конструкции зависит от роста трещины.
В-третьих, расчет развития трещины может показать сопротивляемость материла росту трещины.
Основная часть
При нагружении часть микротрещин растет интенсивнее остальных из-за согласованности в направлении скольжения в смежных зернах. Оценка долговечности до образования макротрещины может быть выполнена с помощью силового или деформационного критерия разрушения. Для оценки скорости развития макротрещины обычно используется аппарат ЛМР. У подрастающей трещины непрерывно оценивается коэффициент интенсивности напряжений (КИН), как правило, с помощью МКЭ. Экспериментальные наблюдения показывают, что начало развития разрушения зависит от структуры материала, уровня напряженности, условий окружающей среды и других факторов.
При расчете характеристик трещины на пластине уделялось внимание:
1. Эффективному коэффициенту интенсивности напряжений
2. Пластической зоне в трещине
3. Долговечности трещины
Исходные данные
о0,2 = 240 МПа
00 = 90 МПа
1 = 70 мм = 0,07 м
°1тах = Оо + 0.25 • Оо = 112,5 МПа о^п = Оо - 0.25 • Оо = 67,5 МПа
02 = 0.5 • о0 = 45 МПа
1
К/с = 64 МПам2 с = 2.73 • 10-14 т = 3.3 N = 104
^эфф
1. Расчет эффективного коэффициента интенсивности напряжений
1
^тах = ^ (3^1тах + ^2) = 95.625 МПа
л/3
^фшах = - ^1тах) = -29.2 МПа
1
= ^ (3^т*п + ^2) = 61.875 МПа л/3
Тртт = - = -9.73 МПа
Найдем К1 и К11
К/шах = Офтах/^ = 95,625 • 7^ • 0,14 = 63,4 МПа • /М К/тет = ^¿п/^ = 61,875 • 7^0,14 = 41,02 МПа • /М ^//шах = = -29,2 • 7^ • 0,14 = -19,4 МПа • /М
= = -9,73 • • 0,14 = -6,45 МПа • /М
Рассчитаем ^эфф
^эффтах
К?тах + К?1тах = 763,42 + (-19.4)2 = 66,3 МПа • /М
^ффтт = ^К^тП+К^т" = 741,022 + (-6,45)2 = 41,524 МПа • /М
Силовое условие ^эфф < выполняется
66,3 < 70 МПа • /М, трещина устойчива.
2. Определение размеров пластической зоны в вершине трещины
^эфф2 _ 66,32
2яа0,22 = 2 •тс • 2402
2
эфф
6тсоо,22 6 • п • 2402
3. Размер трещины после 10000 циклов нагружения
Для модели роста трещины на стадии устойчивого распространения используем формулу Пэриса-Эрдогана
— = с(ДК)т,
где с = 2,73 * 10 14; т = 3,3; ДК - разность ^эфф от максимального и минимального значения .
ДК К/шах К/Ш1п
Длина трещины после N циклов нагружения рассчитывается по следующей формуле:
^ = = п = 0,014 м
* ^эфф2 66,32 = = ___:__ = 0,0047 м
fN
l = /0 + | c(AK)m dN 0
Длина трещины на i-м цикле наг
Цикл нагружения, N Длина трещины l , м
0 0.14
1000 0.14000078
2000 0.14000156
3000 0.14000233
4000 0.14000311
5000 0.14000389
6000 0.14000467
7000 0.14000544
8000 0.14000622
9000 0.14000700
10000 0.14000777
Размер трещины после 10000 циклов нагружения 0.14000777 м. Трещина распространяется с маленькой скоростью в пределах 10000 циклов нагружения.
Заключение
Проведенный расчет показал, что при заданных исходных данных наклонная трещина устойчива и распространяется с маленькой скоростью.
Использованные источники:
1. Махутов, Н.А. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкций на прочность / Н.А. Махутов. - М. : Машиностроение, 1981. - 272 с.
2. Справочник по коэффициентам интенсивности напряжений / Под ред. Ю. Мураками. - М. : Мир, 1990. - Т. 2. - 1013 с
УДК 726
Енютина М. К. студент 3 курса факультет строительства и архитектуры Юго-Западный государственный университет
Россия, г. Курск
СОЧЕТАНИЕ РАЗНЫХ АРХИТЕКТУРНЫХ СТИЛЕЙ В АНСАМБЛЕ
ЭРМИТАЖНОГО КОМПЛЕКСА Аннотация: Данная статья посвящена архитектуре Государственного Эрмитажа в Санкт-Петербурге. Рассматривается вопрос сочетания зданий комплекса, выполненных в различных
