Коэффициент интенсивности напряжений

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Коэффициент интенсивности напряжений, КИН, К (англ. Stress Intensity factor) используется в линейной механике разрушения для описания полей напряжений у вершины трещины. Само определение К возникло из рассмотрения задачи о напряжениях в теле с трещиной. Поле напряжений у вершин трещины имеет сингулярность вида 1/\sqrt{r}, где r — расстояние от вершины трещины до точки, напряжение в которой рассматривается; другими словами, К является мерой сингулярности напряжений в окрестности трещины.

Размерность К в системе СИ — Па√м.

Если у двух тел с трещинами одинаковые значения К, то поля напряжений в окрестности трещины будут одинаковыми. Ирвин предположил, что условие начала распространения трещины можно сформулировать как условия достижения напряжениями критического значения, сформулировав тем самым силовой критерий хрупкого разрушения.

Силовой критерий связывает значение К для рассматриваемого тела с трещиной с критическим значением КИН, являющимся характеристикой материала. При статическом нагружении — К, который получил название критического КИН или вязкости разрушения.

Обозначения[править | править исходный текст]

Индексы справа внизу используются для обозначения условий нагрузки:

  • Kc — критический коэффициент интенсивности напряжений при плоской деформации — значение интенсивности напряжения, при котором распространение трещины становится быстродействующим на участках более тонких, чем те, в которых преобладает плосконапряженное состояние
  • KI — коэффициент интенсивности напряжения для условий нагрузки, при которых края трещины смещаются в направлении нормали к плоскости трещины (также известна как открывающая (I) мода деформации)
  • KIc — критический коэффициент интенсивности напряжений I моды деформаций
  • KII — коэффициент интенсивности напряжения для условий нагрузки, при которых края трещины смещаются в плоскости трещины нормально относительно фронта распространения трещины(также известна как поперечно-сдвиговая (II) мода деформации)
  • KIIc — критический коэффициент интенсивности напряжений II моды деформаций
  • KIII — коэффициент интенсивности напряжения для условий нагрузки, при котором края трещины смещаются в плоскости трещины параллельно относительно фронта распространения трещины (также известна как продольно-сдвиговая (III) мода деформации)
  • KIIIc — критический коэффициент интенсивности напряжений III моды деформаций
  • KId — динамическая вязкость разрушения. Вязкость разрушения, определяемая при динамическом нагружении; используется для аппроксимации Kс для очень вязких материалов
  • KISCC — пороговый коэффициент интенсивности напряжений при коррозии под напряжением. Критические значения приобретает в особых условиях
  • KQ — временное значение вязкости разрушения при плоской деформации
  • Kth — пороговая интенсивность напряжения для трещинообразования от коррозии под напряжением. Критическая интенсивность напряжения в начале трещинообразования от коррозии под напряжением при определённых условиях