5УДК 539.42
ЧИСЛЕННЫЕ МОДЕЛИ ДИНАМИКИ РАЗРУШЕНИЯ
В.А. БратовИнститут проблем машиноведения РАН, С.-Петербург, 199178, Россия В работе подробно рассмотрены проблемы использования критерия инкубационного времени в качестве критерия хрупкого разрушения в конечно-элементных расчетах. Приведен ряд примеров численных расчетов задач динамики разрушения с использованием критерия инкубационного времени. Доказана применимость такого подхода для предсказания инициации, развития и остановки динамического разрушения.Ключевые слова: динамика разрушения, инкубационное время, динамика трещин, метод конечных элементов, остановка разрушения, откол RAS, St.-Petersburg, 199178, Russia This paper is concerned with the problems related to the embedment of an incubation time brittle fracture criterion into finite-element computational schemes. Several examples of how the incubation time fracture criterion can be used as a fracture condition in finite element computational schemes are given. Applicability of the approach for prediction of initiation, propagation and arrest of dynamic fracture is demonstrated.
NUMERICAL MODELS OF FRACTURE DYNAMICS
V.А. Bratov
Institute for Problems in Mechanical EngineeringKeywords: fracture dynamics, incubation time, crack dynamics, finite element method, fracture arrest, cleavage
ВведениеВ работах [1-3] предложен критерий инкубационного времени разрушения для предсказания условий инициирования хрупкого разрушения твердых тел под действием приложенных динамических ударных нагрузок. Важной особенностью критерия инкубационного времени является то, что он обеспечивает корректный переход к статической ситуации с медленно действующими нагрузками, трансформируясь в классические критерии хрупкого разрушения (либо в критерий критического напряжения в случае разрушения изначально бездефектных сред, либо в критерий критического коэффициента интенсивности напряжений при разрушении тел с трещинами). Таким образом, нет потребности в использовании разных критериев для предсказания разрушения в «квазистатической» либо «динамической» ситуации. Отпадает и сама необходимость разделения разрушения на «квазистатическое» и «динамическое», хотя именно идея инкубационного времени дает естественную возможность такого разделения.В широком ряде последующих работ (см., например, [4-7]) авторы, моделируя условия различных экспериментов на динамическое разрушение, доказали применимость предложенного подхода для предсказания условий возникновения динамического разрушения хрупких тел. В этих же работах для широкого круга материалов определена введенная материальная константа -инкубационное время процесса разрушения, характеризующая временную прочность разрушаемой среды.При рассмотрении динамических задач упругости в подавляющем большинстве случаев отсутствует возможность построения аналитического решения поставленной задачи. Так в работе [8] проведен теоретический анализ нелинейных эффектов, возникающих в задачах динамики трещин. При переходе к изучению эволюции (развития
