Разрушение стекла вблизи области контакта со стальными шарами
"М.А. Леган1,2, А.Н. Новоселов1, Н.В. Федорова1,2"
"1Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, Россия, 630090
legan@ngs.ru
2Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия, 630073
veter-nata@mail.ru"
Ключевые слова: стекло, хрупкое разрушение, кольцеобразная трещина, задача Герца, вдавливание шара в упругое полупространство, эксперимент, нелокальные критерии разрушения, glass, brittle fracture, ring-shaped crack, Hertz problem, indentation of a ball into an elastic half-space, experiment, nonlocal fracture criteria
Страницы: 149-159
Аннотация
Представлены результаты экспериментов по вдавливанию стальных шаров различного диаметра в стеклянные образцы в форме прямоугольного параллелепипеда. Экспериментально определялись предельная нагрузка при образовании кольцеобразной трещины в окрестности области контакта и радиус этой трещины. Для определения поля контактных напряжений в зоне разрушения использовалось решение Губера задачи Герца о вдавливании шара в упругое полупространство. Для моделирования разрушения при контактном взаимодействии применялись локальный критерий максимальных напряжений и нелокальные критерии разрушения: критерий средних напряжений, критерий Нуизмера и градиентный критерий. Для вычисления параметра, имеющего размерность длины и входящего в нелокальные критерии разрушения, на балках без надреза и с надрезом экспериментально определены предельное растягивающее напряжение и критический коэффициент интенсивности напряжений стекла. Показано, что среди рассмотренных критериев наиболее близкие к экспериментальным данным значения радиуса кольцеобразной трещины позволяет получить градиентный критерий. Значения предельного растягивающего напряжения, полученные с использованием этого критерия, превышают значения, полученные при изгибе балок, что обусловлено масштабным фактором.
DOI: 10.15372/PMTF20180418 |
