Локальный подход к анализу хрупкого разрушения и его физическая интерпретация - Котречко, С.А. (Проблемы прочности, 2003)
Дан обзор исследований по разработке локального подхода к описанию хрупкого разрушения
металлов и сплавов. Показано, что разработка статистического критерия локального
разрушения металла в окрестности концентратора напряжений является ключевой проблемой
локального подхода. Обоснована возможность описания процесса хрупкого (квазихруп-
кого) разрушения металла перед надрезом исходя из "первых принципов”, т.е. из анализа
процессов образования и катастрофического роста зародышевых трещин. Установлены
физические эффекты, которые должны учитываться при разработке локального критерия
разрушения. Рассмотрены основные факторы, определяющие размер "process zone”, и
установлена его зависимость от величины относительного градиента интенсивности локальных
пластических деформаций. Проанализирована правомерность применения распределения
Вейбулла для описания квазихрупкого разрушения металлов. Показано, что параметры
Вейбулла не являются константами материала как это постулируется в общепринятом
варианте локального подхода. Их значения зависят от локальной пластической
деформации и напряженного состояния металла в окрестности концентратора. Дано огляд досліджень з розробки локального підходу до опису крихкого руйнування
металів і сплавів. Показано, що розробка статистичного критерію локального
руйнування металу в околиці концентратора напружень є ключовою проблемою
локального підходу. Обгрунтовано можливість опису процесу крихкого (квазіхруп-
кого) руйнування металу перед надрізом виходячи з "перших принципів", тобто з аналізу
процесів утворення і катастрофічного зростання зародкових тріщин. Встановлено
фізичні ефекти, які повинні враховуватися при розробці локального критерію
руйнування. Розглянуто основні фактори, що визначають розмір "process zone", і
встановлено його залежність від величини відносного градієнта інтенсивності локальних
пластичних деформацій. Проаналізовано правомірність застосування розподілу
Вейбулла для опису квазікрихкого руйнування металів. Показано, що параметри
Вейбулла не є константами матеріалу, як це постулюється в загальноприйнятому
варіанті локального підходу. Їх значення залежать від локальної пластичної
деформації і напруженого стану металу в околиці концентратора. Attempts at developing local approach to the description
of quasibrittle fracture of metals and
alloys have been surveyed. Development of the
statistical criterion of local fracture for metal in
the vicinity of a stress riser is shown to be the
key problem within the framework of this approach.
The possibility is substantiated to describe
the process of brittle (quasibrittle)
fracture of metal in front of the notch by “first
principles,” i.e., by the analysis of initiation
and catastrophic growth of incipient cracks.
Physical effects have been defined to take into
account when developing the local criterion of
fracture. In studying the main factors affecting
the size of “process zone,” its dependence on
the relative gradient of the intensity of local
plastic strains has been obtained. The validity
of using Weibull distribution for the description
of local fracture of metals has been analyzed.
Weibull parameters weren’t shown to be material
constant as is conventionally postulated by
the approach. Their values depend on the local
plastic strain and metal stress near the stress riser.