Напряженно-деформированное состояние и энергетические потоки в пластине со стационарной трещиной при импульсном нагружении

Abstract

Рассмотрены напряженно-деформированное состояние и энергетические потоки в сплошной бесконечной пластине и пластине со стационарной трещиной конечной длины при их импульсном нагружении. Разработаны модель формирования зоны повышенных напряжений и зоны разгрузки, а также численная методика определения их параметров. Получены аналитические выражения для количественного анализа напряженно-деформированного состояния и энергетических потоков в пластине вблизи вершины стационарной трещины при произвольном импульсном нагружении. Проведено сравнение теоретических результатов с данными эксперимента по инициированию магистральных трещин в плоских образцах из твердых полимеров. Сформулирован количественный критерий различия между динамическим и квазистатическим нагружениями трещины. Показана возможность единого подхода к описанию динамического и статического разрушения.

Розглянуто напружено-деформований стан та енергетичні потоки у суцільній нескінченній пластині і пластині зі стаціонарною тріщиною скінченної довжини при імпульсному навантаженні. Розроблено модель формування зони підвищених напружень і зони розвантаження та числову методику визначення їх параметрів. Отримано аналітичні вирази для кількісного аналізу напружено-деформованого стану та енергетичних потоків у пластині поблизу вістря стаціонарної тріщини при довільному імпульсному навантаженні. Проведено порівняння теоретичних результатів із даними експерименту по ініціюванню магістральних тріщин у плоских зразках із твердих полімерів. Сформульовано кількісний критерій відмінності між динамічним та квазістатичним навантаженнями тріщини. Показана можливість єдиного підходу до опису динамічного та статичного руйнування.

We discuss the stress-strain state and energy flows in a continuous infinite plate and a plate with a stationary crack of final length under pulse loading conditions. We developed a model of formation of enhanced stress zone and unloading zone, as well as a numerical procedure for the assessment of their parameters. The analytical expressions are obtained for a quantitative analysis of the stress-strain state and energy flows for arbitrary pulse loading conditions. We compared theoretical results with the experimental data on large crack initiation in plane specimens made of hard polymers. We formulate a quantitative criterion that defines the difference between dynamic and quasi-static loading conditions. We show the possibility of applying a unified approach to the description of dynamic and static fractures.