zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»zldm-348Research ArticleМЕХАНИКА МАТЕРИАЛОВ: ПРОЧНОСТЬ, РЕСУРС, БЕЗОПАСНОСТЬMECHANICAL TESTING METHODSОценка размеров зоны неупругого деформирования у вершины трещины на основе анализа полей перемещенийEvaluation of the Size of Inelastic Strain Zone at the Top of the Crack Based on Analysis of the Displacement FieldsЧернятинА. С.ChernyatinA. S.cas@inbox.ruРазумовскийИ. А.RazumovskyI. A.noemail@neicon.ruМатвиенкоЮ. Г.MatvienkoYu. G.noemail@neicon.ruМГТУ им. Н. Э. Баумана; ПМАШ им. А. А. Благонравова РАНRussian FederationПМАШ им. А. А. Благонравова РАНRussian Federation20160112201682124551Copyright © Чернятин А.С., Разумовский И.А., Матвиенко Ю.Г., 20162016Чернятин А.С., Разумовский И.А., Матвиенко Ю.Г.Chernyatin A.S., Razumovsky I.A., Matvienko Y.G.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/348

Поврежденной зоной (зоной неупругого деформирования) около вершины трещины считается область, в которой напряженно-деформированное состояние (НДС) не может быть описано собственными функциями решения упругой задачи о трещине (решения Вильямса). Для описания НДС вне поврежденной зоны используется указанное разложение Вильямса, в котором требуется учесть значительное количество регулярных членов. В качестве методов измерений параметров НДС в зоне трещины предлагается использовать оптико-цифровые методы, обеспечивающие возможность получения значительных объемов экспериментальной информации в виде полей перемещений поверхности исследуемого объекта непосредственно в цифровом виде.

The method is based on the assumption that the fracture zone around the crack is the area at the crack top where the stress-strain state (SSS) can not be described by the eigenfunctions of the solution of the elastic problem (Williams solution). To describe SSS beyond the fracture zone we use the aforementioned Williams expansion in which it a significant number of regular members should be taken into account. We proposed to use optical-digital methods to measure SSS parameters in the fracture zone which provide the a great bulk of experimental data in the form of displacement fields of the surface under study directly in a digital form.

crackfracture mechanicsmethods for evaluation of singular and non-singular components of the displacement fielderror of simulationzone of the plasticityтрещинамеханика разрушенияметоды оценки сингулярных и несингулярных составляющих поля перемещенийпогрешности моделированиязона пластичностиReferencesМеханика разрушения и прочность материалов / Под ред. В. В. Панасюка. Т. 1, 3, 4. - Киев: Наукова думка, 1988 - 1990.Механика разрушения и прочность материалов / Под ред. В. В. Панасюка. Т. 1, 3, 4. - Киев: Наукова думка, 1988 - 1990.Махутов Н. А. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность. В 2 ч. - Новосибирск: Наука, Ч. 1: Критерии прочности и ресурса, 2005. - 493 с.; Ч. 2. Обоснование ресурса и безопасности, 2005. - 610 с.Махутов Н. А. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность. В 2 ч. - Новосибирск: Наука, Ч. 1: Критерии прочности и ресурса, 2005. - 493 с.; Ч. 2. Обоснование ресурса и безопасности, 2005. - 610 с.Партон В. З., Морозов Е. М. Механика упругопластического разрушения: специальные задачи механики разрушения. - URSS, 2008. -192 с.Партон В. З., Морозов Е. М. Механика упругопластического разрушения: специальные задачи механики разрушения. - URSS, 2008. -192 с.Матвиенко Ю. Г. Модели и критерии механики разрушения. - М.: Физматлит, 2006. - 327 с.Матвиенко Ю. Г. Модели и критерии механики разрушения. - М.: Физматлит, 2006. - 327 с.Астафьев В. И., Радаев Ю. H., Степанова Л. В. Нелинейная механика разрушения. - Самара: Изд-во «Самарский университет», 2004. - 562 с.Астафьев В. И., Радаев Ю. H., Степанова Л. В. Нелинейная механика разрушения. - Самара: Изд-во «Самарский университет», 2004. - 562 с.Волков И. А., Коротких Ю. Г. Уравнения состояния вязкоупругопластических сред с повреждениями. - М.: Физматлит, 2008. - 424 с.Волков И. А., Коротких Ю. Г. Уравнения состояния вязкоупругопластических сред с повреждениями. - М.: Физматлит, 2008. - 424 с.Морозов Е. М., Никишков Г. П. Метод конечных элементов в механике разрушения. - М.: ЛКИ, 2008. - 254 с.Морозов Е. М., Никишков Г. П. Метод конечных элементов в механике разрушения. - М.: ЛКИ, 2008. - 254 с.Куджанов В. Н. Компьютерное моделирование деформирования, поврежденности и разрушения неупругих материалов и конструкций. Учебное пособие. - М.: МФТИ, 2008. - 212 с.Куджанов В. Н. Компьютерное моделирование деформирования, поврежденности и разрушения неупругих материалов и конструкций. Учебное пособие. - М.: МФТИ, 2008. - 212 с.Айрих В. А., Глаголев В. В. К определению напряженного состояния упругопластических тел с трещиной / Изв. Тульского государственного университета. Естественные науки. 2014. Вып. 3. С. 58-70.Айрих В. А., Глаголев В. В. К определению напряженного состояния упругопластических тел с трещиной / Изв. Тульского государственного университета. Естественные науки. 2014. Вып. 3. С. 58-70.Клевцов Г. В. Закономерности образования упругопластических зон у вершины трещины при различных видах нагружения и рентгеновская фрактодиагностика разрушения / Вестник Оренбургского государственного университета. Естественные и технические науки. 2006. Т. 2. №1. С. 81-88.Клевцов Г. В. Закономерности образования упругопластических зон у вершины трещины при различных видах нагружения и рентгеновская фрактодиагностика разрушения / Вестник Оренбургского государственного университета. Естественные и технические науки. 2006. Т. 2. №1. С. 81-88.Емельянов О. В., Пелипенко М. П. Оценка размера зоны пластических деформаций в вершине усталостной трещины при воздействии перегрузок «растяжение» / Вестник Южно-Уральского государственного университета. 2014. № 4. С. 21 - 29.Емельянов О. В., Пелипенко М. П. Оценка размера зоны пластических деформаций в вершине усталостной трещины при воздействии перегрузок «растяжение» / Вестник Южно-Уральского государственного университета. 2014. № 4. С. 21 - 29.Ботвина Л. Р. Разрушение: кинетика, механизмы, общие закономерности. - М.: Наука, 2008. - 334 с.Ботвина Л. Р. Разрушение: кинетика, механизмы, общие закономерности. - М.: Наука, 2008. - 334 с.Полетика Т. М., Нариманова Г. H., Колосов С. В. Пластическое течение в сплавах циркония с гексагонально-плотноупакованной решеткой на макро- и микроуровнях / Изв. Томского политехнического университета. 2004. Т. 307. № 4. С. 126 - 128.Полетика Т. М., Нариманова Г. H., Колосов С. В. Пластическое течение в сплавах циркония с гексагонально-плотноупакованной решеткой на макро- и микроуровнях / Изв. Томского политехнического университета. 2004. Т. 307. № 4. С. 126 - 128.Клюшников В. А., Мишакин В. В. и др. Исследование поврежденности металла под защитным покрытием с помощью электромагнитно-акустического преобразователя / Вестник Нижегородского университета. 2010. № 5. С. 113 - 115.Клюшников В. А., Мишакин В. В. и др. Исследование поврежденности металла под защитным покрытием с помощью электромагнитно-акустического преобразователя / Вестник Нижегородского университета. 2010. № 5. С. 113 - 115.Плешанов В. С., Кибиткин В. В., Напрюшкин А. А., Солодухин А. И. Измерение деформации материалов методом корреляции цифровых изображений / Изв. Томского политехнического университета. 2008. Т. 312. № 2. С. 343 - 349.Плешанов В. С., Кибиткин В. В., Напрюшкин А. А., Солодухин А. И. Измерение деформации материалов методом корреляции цифровых изображений / Изв. Томского политехнического университета. 2008. Т. 312. № 2. С. 343 - 349.Digital Speckle Pattern Interferometry and Related Techniques / P. Rastogi (ed.). -West Sussex: John Wiley, 2001. - 384 p.Digital Speckle Pattern Interferometry and Related Techniques / P. Rastogi (ed.). -West Sussex: John Wiley, 2001. - 384 p.Yates J. R., Zanganeh M., Tai Y. H. Quantifying crack tip displasment fields with DIC / Engin. Fract. Mech. 2010. Vol. 77. P. 1682 - 1692.Yates J. R., Zanganeh M., Tai Y. H. Quantifying crack tip displasment fields with DIC / Engin. Fract. Mech. 2010. Vol. 77. P. 1682 - 1692.Писарев В. С., Матвиенко Ю. Г., Одинцев И. Н. Определение параметров механики разрушения при малом приращении длины трещины / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2012. Т. 78. №4. С. 51-54.Писарев В. С., Матвиенко Ю. Г., Одинцев И. Н. Определение параметров механики разрушения при малом приращении длины трещины / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2012. Т. 78. №4. С. 51-54.Matvienko Y. G., Pisarev V. S., Eleonsky S. I., Chernov A. V. Determination of fracture mechanics parameters by measurements of local displacements due to crack length increment / Fatigue Fract. Engin. Mater. Struct. 2014. Vol. 37. N 12. P. 1306 - 1318.Matvienko Y. G., Pisarev V. S., Eleonsky S. I., Chernov A. V. Determination of fracture mechanics parameters by measurements of local displacements due to crack length increment / Fatigue Fract. Engin. Mater. Struct. 2014. Vol. 37. N 12. P. 1306 - 1318.Литвинов И. А., Матвиенко Ю. Г., Разумовский И. А. О точности определения несингулярных компонент поля напряжений в вершине трещины с применением метода экстраполяции / Машиностроение и инженерное образование. 2014. № 4. С. 43 - 51.Литвинов И. А., Матвиенко Ю. Г., Разумовский И. А. О точности определения несингулярных компонент поля напряжений в вершине трещины с применением метода экстраполяции / Машиностроение и инженерное образование. 2014. № 4. С. 43 - 51.Benthem J. R. A quarter-infinite crack in a half-space; alternative and additional solutuins / Int. J. Solid Struct. 1980. Vol. 16. N 2. P. 119 -130.Benthem J. R. A quarter-infinite crack in a half-space; alternative and additional solutuins / Int. J. Solid Struct. 1980. Vol. 16. N 2. P. 119 -130.Матвиенко Ю. Г. Несингулярные Т-напряжения в проблемах двухпараметрической механики разрушения / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2012. Т. 78. № 2. С. 51 - 58.Матвиенко Ю. Г. Несингулярные Т-напряжения в проблемах двухпараметрической механики разрушения / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2012. Т. 78. № 2. С. 51 - 58.

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