Методы определения критериев разрушения.

В настоящее время используются два метода определения коэффициента вязкости разрушения : статический и циклический.

Статический метод определения заключается в том, чтобы установить величину нагрузки, вызывающей «лавинный» рост трещины. При этом каждому образцу и характеру приложения напряжений соответствует критический размер трещины, определяющий переход от медленного распространения к быстрому. Расчетная формула для определения имеет вид

где y - калибровочный коэффициент, определяемый характером нагружения, размерами образца и надреза трещины;

- напряжение в опасном сечении, соответствующее началу разрушения образца;

- критическая длина трещины.

Исследованиями установлено, что чем больше толщина образца, тем меньше зона пластической деформации и тем быстрее происходит процесс хрупкого разрушения методом отрыва, т.е. вершина трещины образца находится ближе к плоскому напряженному состоянию, чем к плоскому деформированному состоянию.

Разрушение в условиях плоской деформации при быстром распространении трещины ограничивает возможную минимальную зону пластической деформации. Уменьшение пластической деформации в приповерхностных слоях за счет увеличения толщины образца приводит к «прямому» излому без боковых сколов. При этом достигает некоторого предела, которым и является (рис.22.50).

Рис.22.50

Поскольку значения являются искомыми, толщина образца d предварительно выбирается в зависимости от отношения . В табл.22.2 представлены рекомендуемые толщины образцов в зависимости от .

Таблица 22.2

	Толщина d, мм
До 0,005
0,005...0,0057
0,0057...0,0062
0,0062...0,0065
0,0065...0,0071
0,0071...0,0080
0,0080...0,0095
0,0095 и более	6,5

Во время проведения опыта при определенной величине нагрузки на образец часто наблюдается предкритическое раскрытие трещины, за которым при дальнейшем повышении нагрузки следует скачок трещины.

Циклический метод определения заключается в том, что при одном или нескольких уровнях напряжений испытывают на усталость цилиндрические или плоские образцы (гладкие или с надрезом) до разрушения. Затем наизмломе определяют длину (при плоском образце со сквозной щелью) или глубину (при цилиндрическом образце) критической усталостной трещины. Метод был предложен профессором В.С.Ивановой.

Для цилиндрических образцов при испытании на изгиб с вращением (обычная выносливость)

где σ; - действующее максимальное брутто-напряжение цикла;

l_k - критическая длина трещины.

На величину , определяемую циклическим методом, форма образцов и амплитуда нагружения не оказывают влияния. Результаты идентичны при испытании на выносливость или на малоцикловую усталость, что позволяет в сравнительно короткое время накопить по важнейшим машиностроительным материалам необходимые данные по новым критериям разрушения , . Различия в значения при определении статическими и циклическими методами не превышают 6%.