Александр Борисович Максимов
Керчь, Крым
Alexander B. Maksimov
Kerch, Crimea
Игорь Петрович Шевченко
Керчь, Крым
Igor P. Shevchenko
Kerch, Crimea
Ирина Сергеевна Ерохина
Керчь, Крым
Irina S. Erokhina
Kerch, Crimea
Предложен метод разделения работы удара на работу зарождения и работу распространения трещины. Он заключается в испытании двух образцов с одинаковыми концентраторами напряжения и различными размерами поперечного сечения в месте надреза. Принимается, что работа зарождения пропорциональна ширине грани образца, на которой возникает трещина, и удельной энергии образования трещины, работа распространения трещины пропорциональна длине ее распространения и удельной энергии распространения трещины. В случае разрушения образца при испытании длина распространения трещины равна ширине образца. На основании данных о работе разрушения двух образцов и их геометрических размеров в месте надреза составляют систему двух линейных уравнений с неизвестными — удельной энергией образования трещины и удельной энергией распространения трещины. Решая эту систему уравнений, находят неизвестные и по ним вычисляют работы зарождения и распространения трещины. Применение аналитического метода позволяет повысить точность по сравнению с графически экстраполяционными методами. Новизна метода состоит в том, что используют один вид надреза на испытываемых образцах, поэтому образование и распространение трещины происходит при одной схеме напряженно-деформированного состояния. Кроме того, используют образцы с различными размерами сечения, что исключает влияние масштабного фактора. Поскольку удельная энергия образования трещины и удельная энергия распространения трещины не зависят от масштабного фактора, то они определяются только свойствами металла. Введение удельной энергии образования трещины и удельной энергии распространения трещины позволяет придать физический смысл работе разрушения трещины.
A method for separating the work of impact into two parts - the work of the crack nucleation and that of crack growth - which consists in testing two samples with the same stress concentrators and different cross-sectional dimensions at the notch site is developed. It is assumed that the work of crack nucleation is proportional to the width of the sample face on which the crack originates and the specific energy of crack formation, whereas the work of the crack growth is proportional to the length of crack development and the specific crack growth energy. In case of the sample fracture upon testing, the crack growth length is assumed equal to the sample width. Data on the work of fracture of two samples and their geometrical dimensions at the site of the notch are used to form a system of two linear equations in two unknowns, i.e., the specific energy of crack formation and specific energy of crack growth. The determined specific energy values are then used to calculate the work of crack nucleation and work of crack growth. The use of the analytical method improves the accuracy compared to graphical - extrapolative procedures. The novelty of the method consists in using one and the same form of the notch in test samples, thus providing the same conditions of the stress-strain state for crack nucleation and growth. Moreover, specimens with different cross-section dimensions are used to eliminate the scale effects. Since the specific energy of the crack nu-cleation and specific energy of the crack growth are independent of the scale factor, they are determined only by the properties of the metal. Introduction the specific energy of crack formation and growth makes possible to assign a specific physical meaning to the fracture energy.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.