<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">zldm</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Заводская лаборатория. Диагностика материалов</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Industrial laboratory. Diagnostics of materials</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1028-6861</issn><issn pub-type="epub">2588-0187</issn><publisher><publisher-name>ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.26896/1028-6861-2018-84-1-I-56-65</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">zldm-617</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>МЕХАНИКА МАТЕРИАЛА: ПРОЧНОСТЬ, РЕСУРС, БЕЗОПАСНОСТЬ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>MATERIALS MECHANICS: STRENGTH, DURABILITY, SAFETY</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>МОДЕЛИРОВАНИЕ МКЭ РАСПРОСТРАНЕНИЯ И ТОРМОЖЕНИЯ ХРУПКОГО РАЗРУШЕНИЯ В ПЛАСТИНАХ С ИСХОДНОЙ ТРЕЩИНОЙ</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>SIMULATION OF THE PROPAGATION AND ARREST OF THE BRITTLE FRACTURE IN STEEL PLATES OF WITH INITIAL CRACK USING FINITE ELEMENT METHOD</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Ильин</surname><given-names>А. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Ilyin</surname><given-names>A. B.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">npk3@crism.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Артемьев</surname><given-names>Д. М.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Artemiev</surname><given-names>D. M.</given-names></name></name-alternatives><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Филин</surname><given-names>В. Ю.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Filin</surname><given-names>V. Yu.</given-names></name></name-alternatives><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов «Прометей» имени И. В. Горынина национального  исследовательского центра «Курчатовский институт» (НИЦ «Курчатовский  институт» — ЦНИИ КМ «Прометей»</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>I. V. Gorynin Central research institute of structural materials “Prometey” of the national research center “Kurchatov institute” (NRC “Kurchatov Institute —  GRISM “Prometey”)</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2018</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>18</day><month>01</month><year>2018</year></pub-date><volume>84</volume><issue>1(I)</issue><fpage>56</fpage><lpage>65</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Ильин А.В., Артемьев Д.М., Филин В.Ю., 2018</copyright-statement><copyright-year>2018</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Ильин А.В., Артемьев Д.М., Филин В.Ю.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Ilyin A.B., Artemiev D.M., Filin V.Y.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.zldm.ru/jour/article/view/617">https://www.zldm.ru/jour/article/view/617</self-uri><abstract><p>Работоспособность металла при низких климатических температурах часто характеризуется  «температурой торможения хрупкого разрушения» Ta, определяемой при испытаниях  крупногабаритных образцов-пластин. Однако факт существования такой температуры, не  зависящей от действующих напряжений и размера трещины, не согласуется с условием  торможения разрушения, формулируемым в терминах механики разрушения. В то же время  очевидна необходимость понимания этого процесса, поскольку существующая практика  сертификационных испытаний сталей для конструкций арктического базирования  фактически основана на не вполне достоверных корреляциях температур вязкохрупкого  перехода с температурой Ta. Значительное влияние толщины испытываемого металла на  величину Ta свидетельствует о том, что развитие разрушения необходимо анализировать с  учетом различия напряженно-деформированного состояния в середине толщины и на  приповерхностных участках фронта трещины. Для исследований закономерностей  разрушения в широких пластинах при варьировании их толщины применено моделирование  МКЭ процесса распространения трещины с применением элементов типа «solid» в трехмерной постановке с введением условных локальных критериев хрупкого и вязкого  разрушений на фронте трещины, связываемых с принятым размером элементов сеточной  аппроксимации. Такое упрощенное моделирование процесса обеспечивает воспроизведение основных особенностей распространения сквозной трещины в пластинах: туннелирования трещины отрыва при неподвижных ее участках у поверхности, смены механизма  разрушения на участках отрыва, смыкания или стабилизации толщины участков среза.  Результаты численных экспериментов и аналитических оценок, выполненные на их основе,  позволяют сформулировать условия торможения трещины при смешанном (плоская  деформация/плоское напряженное состояние) типе деформирования на ее фронте.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>Conditions of brittle fracture arrest occurring in rolled sheet of low-alloyed steels at a specific temperature are considered. The problem of  revealing correlation between this temperature, thickness of testing  specimen and material properties is analyzed using finite element  method for computer simulation of unstable crack propagation in 3D  setting with specified local criteria of brittle and ductile fracture.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>трещиностойкость</kwd><kwd>низколегированная хладостойкая сталь</kwd><kwd>нестабильное распространение и торможение трещины</kwd><kwd>метод конечных элементов.</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>fracture toughness</kwd><kwd>low-alloyed cold-resistant steel</kwd><kwd>unstable crack propagation and brittle fracture arrest</kwd><kwd>finite element method</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">ASTM E 208-06 (2012). Standard Test Method for Conducting Drop-Weight Test to Determine Nil Ductility Transition Temperature of Ferritic Steels.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">ASTM E 208-06 (2012). Standard Test Method for Conducting Drop-Weight Test to  Determine Nil Ductility Transition Temperature of Ferritic Steels.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Russian Maritime Register of Shipping, Rules for the Classification, Construction and Equipment of Mobile Offshore Drilling Units and Fixed Offshore Platforms, 2014.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Russian Maritime Register of Shipping, Rules for the Classification, Construction  and Equipment of Mobile Offshore Drilling Units and Fixed Offshore Platforms, 2014.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">ASTM E 436-03 (2014). Standard Test Method for Drop-Weight Tear Tests of Ferritic Steels.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">ASTM E 436-03 (2014). Standard Test Method for Drop-Weight Tear Tests of Ferritic Steels.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Robertson T. Propagation of brittle fracture in steel / J. Iron Steel Inst. 1953. Vol. 175. P. 361 – 374.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Robertson T. Propagation of brittle fracture in steel / J. Iron Steel Inst. 1953. Vol. 175. P. 361 – 374.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Холл У., Кихара Х., Зут В., Уэллс А. А. Хрупкие разрушения сварных конструкций. — М.: Машиностроение, 1974. — 320 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Hall W., Kikhara H., Zoot V., Wells A. A. Brittle fracture of welded structures.  — Moscow: Mashinostroenie, 1974. — 320 p. [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Barsom J., Rolfe S. Fracture and Fatigue Control in structures — applications of fracture mechanics. Second Edition. — Prentice-Hall, 1987. — 516 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Barsom J., Rolfe S. Fracture and Fatigue Control in structures — applications of  fracture mechanics. Second Edition. — Prentice-Hall, 1987. — 516 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Палий О. М. Проблемы обеспечения прочности и ресурса корпусов судов и объектов морской техники при использовании высокопрочных материалов / Труды межд. конф. по судостроению, секция С, ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова. 1994. С. 1 – 12.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Palii O. M. Problems of strength and lifetime assurance of hulls and objects of  maritime engineering while using of high-strength materials / Proceedings of Int.  Conf. on Shipbuilding, Section C, Acad. A. N. Krylov Central Research Institute.  1994. P.1–12[inRussian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">ASTM E 1221-2012. Standard Test Method for Determining Plane-Strain Crack-Arrest Fracture Toughness, KIa, of Ferritic Steels.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">ASTM E 1221-2012. Standard Test Method for Determining Plane-Strain Crack-Arrest  Fracture Toughness, KIa, of Ferritic Steels.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Larsson S., Carlsson A. Influence of non-singular stress terms and specimen geometry on small-scale yielding / J. Mech. Phys. Solids. 1973. N 21. P. 263 – 277.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Larsson S., Carlsson A. Influence of non-singular stress terms and specimen  geometry on small-scale yielding / J. Mech. Phys. Solids. 1973. N 21. P. 263 – 277.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Du Z., Hancock J. The effect of non-singular stresses on crack-tip constraint / J. Mech. Phys. Solids. 1991. N 39. P. 555 – 567.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Du Z., Hancock J. The effect of non-singular stresses on crack-tip constraint /  J. Mech. Phys. Solids. 1991. N 39. P. 555 – 567.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">ASTM E 1820-15a. Standard Test Method for Measurement of Fracture Toughness.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">ASTM E 1820-15a. Standard Test Method for Measurement of Fracture Toughness.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Броек Д. Основы механики разрушения / Пер. с англ. — М.: Высшая школа, 1980. — 368 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Broek D. Elementary engineering fracture mechanics. — Leyden, 1974. — 408 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru"></mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en"></mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
