Анатолий Михайлович Лепихин
105066, г. Москва, ул. Нижняя Красносельская, д. 40/12; 630090, г. Новосибирск, пр-т Академика М. А. Лаврентьева, д. 6
Anatoly M. Lepikhin
40/12, Nizhnyaya Krasnosel’skaya ul., Moscow, 105066; 6, Akad. M. A. Lavrentieva prosp., Novosibirsk, 630090
Евгений Михайлович Морозов
115409, г. Москва, Каширское шоссе, д. 31
Evgeny M. Morozov
31, Kashirskoe shosse, Moscow, 115409
Николай Андреевич Махутов
101000, г. Москва, Малый Харитоньевский переулок, д. 4
Nikolai A. Makhutov
4, Malyi Kharitonyevskiy per., Moscow, 101990
Виктор Викторович Лещенко
105066, г. Москва, ул. Нижняя Красносельская, д. 40/12
Viktor V. Leschenko
40/12, Nizhnyaya Krasnosel’skaya ul., Moscow, 105066
Рассмотрены возможности оценки безопасных размеров дефектов сплошности металла по критериям риска. Такие дефекты возникают на всех стадиях жизненного цикла конструкций. В большинстве случаев оценка их опасности и определение допустимых размеров представляют интерес, когда дефекты могут привести к хрупким или квазихрупким разрушениям. При этом используют модели линейной и нелинейной механики разрушения, в которых дефекты рассматривают как внутренние эллиптические или поверхностные полуэллиптические трещины. Стохастическое многообразие форм, размеров, местоположения и ориентации дефектов оказывает существенное влияние на механизмы разрушения. В связи с этим актуальной является вероятностная задача оценки допустимых размеров дефектов по критериям риска разрушения. В работе рассмотрен общий подход к оценке опасности дефектов по критериям риска. Представлены две формулировки вероятностной задачи оценки риска: на базе однопараметрических и двухпараметрических критериев разрушения. В качестве расчетной характеристики использована функция риска в виде вероятности разрушения по заданному критерию. Представлено выражение функции риска на основе однопараметрических критериев механики разрушения. Основное внимание уделено вероятностной модели на основе двухпараметрического критерия разрушения Е. М. Морозова. Этот критерий дает широкие возможности анализа различных механизмов разрушения при вариациях размеров дефектов. Получено выражение для функции риска, основанное на семействе двумерных распределений вероятностей Лу – Бхаттачарьи вейбулловского типа. Показано, что корреляции механизмов разрушения могут существенно влиять на величины вероятностей разрушения, а следовательно, и на допустимые размеры дефектов.
The possibility of assessing the safe size of the defects of metal continuity using risk criteria are considered. Such defects occur at all stages of the life cycle of structures. Assessment of their hazard and determination of their allowable size becomes important when the defects can lead to brittle or quasi-brittle fracture. In this case, models of linear and nonlinear fracture mechanics are used. In these models, defects are considered as internal elliptical or surface semi-elliptical cracks. The stochastic variety of shapes, sizes, locations, and orientations of defects has a significant effect on the destruction mechanisms. In this regard, the relevant probabilistic problem of assessing the permissible size of defects according to the criteria of the risk of destruction comes to the fore. We consider a general approach to assessing hazard of defects by risk criteria. Two settings of the probabilistic problem of risk assessment based on of one- and two-parameter fracture criteria are presented. The risk function in the form of the probability of fracture according to a given criterion is used as the main calculated characteristic. The expression of the risk function based on one-parameter criteria of fracture mechanics is presented. The main attention is paid to the probabilistic model based on the two-parameter fracture criterion by E. M. Morozov. This criterion provides ample opportunities for analyzing fracture mechanisms with a change in the size of defects. An expression for the risk function based on the family of two-dimensional probability distributions of Lu – Bhattacharya of the Weibull type is obtained. It is shown that the correlations of the fracture mechanisms can significantly affect the values of the fracture probabilities, and, consequently, the allowable size of defects.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.