Оценка взаимного влияния пересекающихся сквозных трещин

Приведены результаты численного решения модельной задачи о двухосном растягивании упругой тонкой пластины, в которой располагаются две ортогонально пересекающиеся сквозные трещины. Проведены исследования их совместного влияния на напряженно-деформированное состояние вблизи вершин. На основе разработанной параметрической конечно-элементной модели определены сингулярные (коэффициенты интенсивности напряжений — КИН) и несингулярные (Т-напряжения) компоненты поля напряжений в окрестности вершины одной трещины при различных относительных размерах и положениях центров трещин, а также параметрах двухосности нагружения. Установлено существенное влияние указанных факторов на КИН и Т-напряжения. Полученные результаты показывают необходимость учета взаимного влияния пересекающихся трещин при расчетах на сопротивление хрупкому разрушению.

Литература

[1] Brust F.W., Zhang T., Shim D.J. Wilkowski G., Rudland D.L. Evaluation of Fabrication Related Indications in Reactor Upper Head Penetrations. Summary Report to U.S. Nuclear Regulatory Commission. Washington, DC, 2011. 72 p.

[2] Судаков А.В., Иванов Б.Н., Ковалев Д.Н., Киселев В.А., Аржаев А.И., Добров М.В. Оценка несущей способности трубопровода Ду300 КМПЦ РБМК с комбинированным дефектом в кольцевом сварном шве на базе концепции «исключения разрушения». Труды ОАО «НПО ЦКТИ», Вып. 293: Методы повышения технического уровня и надежности элементов энергооборудования ТЭС и АЭС, Санкт-Петербург, 2004, с. 247–255.

[3] Meliani H.M., Matvienko Yu.G., Pluvinage G. Two-parameter fracture criterion (K?,c–Tef,c) based on notch fracture mechanics. International Journal of Fracture, 2011, vol. 167, pp. 173–182.

[4] Матвиенко Ю.Г. Несингулярные Т-напряжения в проблемах двухпараметрической механики разрушения. Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 2012, № 2, c. 51–58.

[5] Nakamura T., Parks D.M. Determination of elastic T-stress along three-dimensional crack fronts using an interaction integral. International Journal of Solids and Structures, 1992, vol. 29, pp. 1597–1611.

[6] Морозов Е.М., Муземнек А.Ю., Шадский А.С. ANSYS в руках инженера: Механика разрушения. Москва, ЛЕНАНД, 2008. 456 с.

[7] Aliha M.R.M., Ayatollahi M.R., Smith D.J., Pavier M.J. Geometry and size effects on fracture trajectory in a limestone rock under mixed mode loading. Engineering Fracture Mechanics, 2010, vol. 77, pp. 2200–2212.

[8] Fleck N.A., Hutchinson J.W., Suo Z. Crack path selection in a brittle adhesive layer. International Journal of Solids and Structures, 1991, vol. 27, pp. 1683–1703.

[9] Betegon C., Hancock J.W. Two-parameter characterization of elastic-plastic crack-tip fields. Journal of Applied Mechanics, 1991, vol. 58, pp. 104–110.