zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»zldm-222Research ArticleМЕХАНИКА МАТЕРИАЛОВ: ПРОЧНОСТЬ, РЕСУРС, БЕЗОПАСНОСТЬMECHANICAL TESTING METHODSРАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ДЛЯ НАКЛОННЫХ ПОЛУЭЛЛИПТИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТНЫХ ТРЕЩИНNumerical and Experimental Analysis of a Stress-Strain State of the Inclined Semi-Elliptical Surface CracksМахутовН. А.MakhutovN. A.noemail@neicon.ruМакаренкоИ. В.MakarenkoI. V.I.V.Makarenko@yandex.ruМакаренкоЛ. В.MakarenkoL. V.noemail@neicon.ruИнститут машиноведения им. А. А. Благонравова РАНRussian Federation2016010320168234953Copyright © Махутов Н.А., Макаренко И.В., Макаренко Л.В., 20162016Махутов Н.А., Макаренко И.В., Макаренко Л.В.Makhutov N.A., Makarenko I.V., Makarenko L.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zldm.ru/jour/article/view/222

Приведены данные исследования характеристик линейной и нелинейной механики разрушения численными методами расчета. Эти характеристики позволяют прогнозировать развитие поверхностей исследуемых трещин вплоть до выхода на поверхность детали. Кроме того, они дают возможность уточнить оценку живучести и прочности элементов ответственного оборудования с учетом кинетики локальных процессов разрушения по контуру поверхностных разноориентированных полуэллиптических трещин с учетом локальной объемности напряженного состояния и их относительной глубины.

Data of studying characteristics of linear and nonlinear fracture mechanics using numerical methods of calculation are presented. The results provide for casting of the surface crack developing up to the exit to the surface of the part. Furthermore, they provide an opportunity to specify the estimation of the survivability and durability of the elements of responsible equipment with allowance for kinetics of local processes of fracture along a contour of surface inclined semi-elliptical cracks considering local 3D character of the stress state and their relative depth.

относительный коэффициент интенсивности деформацийнаклонные полуэллиптические малоцикловые трещиныупругие и упругопластические деформацииобъемность напряженно-деформированного состоянияживучесть и прочность элементов конструкцийrelative strain intensity factorinclined semi-elliptical low-cycle crackselastic and elastoplastic deformation3D character ofthe stress-strain statedurability and strength of the structural elementsReferencesHayashi K., Abe H. Stress intensity factors for a semi-elliptical crack in the surface of a semi-infinite solid / Int. J. Fract. 1980. Vol. 16. N 3. P. 275 - 285.Hayashi K., Abe H. Stress intensity factors for a semi-elliptical crack in the surface of a semi-infinite solid / Int. J. Fract. 1980. Vol. 16. N 3. P. 275 - 285.Isida M., Noguchi H. A circular inclusion and an arbitrary array of cracks in infinite body under in-planes loads / Trans, Jap. Mech. Eng. 1983. Vol. A49. N 438. P. 147 - 155.Isida M., Noguchi H. A circular inclusion and an arbitrary array of cracks in infinite body under in-planes loads / Trans, Jap. Mech. Eng. 1983. Vol. A49. N 438. P. 147 - 155.Makhutov N. A., Makarenko I. V., Makarenko L. V. Studies on the fracture mechanism and kinetics of randomly oriented surface semielliptic cracks at the multiaxial stress-strain state with deformation criteria of nonlinear fracture mechanics / Strength ofMaterials. 2013. Vol. 45. N 4. July. P. 454 - 458.Makhutov N. A., Makarenko I. V., Makarenko L. V. Studies on the fracture mechanism and kinetics of randomly oriented surface semielliptic cracks at the multiaxial stress-strain state with deformation criteria of nonlinear fracture mechanics / Strength ofMaterials. 2013. Vol. 45. N 4. July. P. 454 - 458.Makhutov N. A., Makarenko I. V., Makarenko L. V. Studies on the fracture mechanism and kinetics of randomly oriented surface semi-elliptic cracks at the multiaxial stress-strain state with deformation criteria of nonlinear fracture mechanics / Strength of Materials. 2013. Vol. 45. N 4. July. P. 454 - 458.Makhutov N. A., Makarenko I. V., Makarenko L. V. Studies on the fracture mechanism and kinetics of randomly oriented surface semi-elliptic cracks at the multiaxial stress-strain state with deformation criteria of nonlinear fracture mechanics / Strength of Materials. 2013. Vol. 45. N 4. July. P. 454 - 458.Махутов H. А., Макаренко И. В., Макаренко Л. В. Расчетно-экспериментальное исследование развития поверхностных полуэллиптических наклонных малоцикловых трещин / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2013. Т. 79. № 11. С. 39 - 44.Махутов H. А., Макаренко И. В., Макаренко Л. В. Расчетно-экспериментальное исследование развития поверхностных полуэллиптических наклонных малоцикловых трещин / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2013. Т. 79. № 11. С. 39 - 44.Makhutov N. A., Makarenko I. V., Makarenko L. V. Tenselydeformed conditions in conditions of complex circuits loading and non-uniform properties at top of the crack / Abstracts of the 5th International Conference «Problems of dynamics and strength in gas-turbine construction» / Ed. A. P. Zinkovskyy. - Kyiv. 27-31 May, 2014) G. S. Pisarenko Institute for Problems of Strength of the National Acad. Sci. of Ukraine, 2014. - 314 p.Makhutov N. A., Makarenko I. V., Makarenko L. V. Tenselydeformed conditions in conditions of complex circuits loading and non-uniform properties at top of the crack / Abstracts of the 5th International Conference «Problems of dynamics and strength in gas-turbine construction» / Ed. A. P. Zinkovskyy. - Kyiv. 27-31 May, 2014) G. S. Pisarenko Institute for Problems of Strength of the National Acad. Sci. of Ukraine, 2014. - 314 p.ANSYS, 2010. Structural Analysis Guide. 660578.ANSYS, 2010. Structural Analysis Guide. 660578.Newman J. C. Fracture analysis of surface and through-cracked sheets and plates / Eng. Fract. Mech. 1973. Vol. 4. P. 667 - 689.Newman J. C. Fracture analysis of surface and through-cracked sheets and plates / Eng. Fract. Mech. 1973. Vol. 4. P. 667 - 689.Rice J. R., Levy N. Part-through surface in an elastic plate / J. of Appl. Mech. 1972.Vol.39.N1. P. 185 -200.Rice J. R., Levy N. Part-through surface in an elastic plate / J. of Appl. Mech. 1972.Vol.39.N1. P. 185 -200.Махутов H. А. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность. В двух частях. - Новосибирск: Наука, 2005. - 1110 с.Махутов H. А. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность. В двух частях. - Новосибирск: Наука, 2005. - 1110 с.Shlyannikov V. N., Tumanov A. V. An inclined surface crack subject to biaxial loading / Int. J. Solids Struct. 2011. Vol. 48. P. 1778 - 1790.Shlyannikov V. N., Tumanov A. V. An inclined surface crack subject to biaxial loading / Int. J. Solids Struct. 2011. Vol. 48. P. 1778 - 1790.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.