Details

В настоящее время моделирование подрастания усталостных трещин для оценки остаточного ресурса конструктивных элементов почти полностью опирается на применение линейной механики разрушения (ЛМР) твердого тела (для этого требуется начальная трещина). Подход ЛМР не может быть применен при развитой пластической деформации, которая является одним из ведущих факторов, связанных с разрушением, а оценка коэффициентов интенсивности напряжений (КИН) по фронту встречает трудности, связанные с изменением напряженного состояния вдоль фронта трещины. В данной работе предложен подход для моделирования эволюции поверхностной трещины на основе деформационного критерия усталостного разрушения и моделирования методом конечных элементов накопления повреждений. Подход принимает во внимание нелинейный характер накопления повреждений, позволяет учитывать эффект раскрытия трещины и увеличение податливости материала при развитии повреждения. Появляется также возможность оценивать прогресс повреждения при трещинах, образованных любым начальным дефектом или даже при отсутствии начальной трещины. Также использование деформационного критерия позволяет изучать распространение трещины при развитой пластической деформации.

Currently, modeling of fatigue crack growth check for assessing the residual life of structural elements is almost entirely based on the use of linear fracture mechanics (LRM) solid (this requires an initial crack). LRM approach can not be applied when the developed plastic deformation, which is one of the leading factors related to the destruction, and the evaluation of the stress intensity factors (SIF) on the front faces obstacles related to changes in the state of stress along the crack front. In this paper we propose an approach for modeling the evolution of surface crack based on the criterion of fatigue failure strain and finite element modeling of damage accumulation. The approach takes into account the non-linear nature of the accumulation of damage, takes into account the effect of the crack opening and increase compliance with material damage development. It appears as an opportunity to assess the progress of damage in crevices formed by any initial defect, or even in the absence of the initial crack. Also, the use of strain criterion allows us to study the spread of the cracks developed during plastic deformation.