Рассматривается численная реализация расчета траектории распространения трещины хрупкого и усталостного разрушении. Расчет траектории производится на основе критериев максимальных окружных напряжений, минимума плотности энергии деформаций, максимума выделения энергии и максимума параметра трехосности напряженного состояния. Расмотрено несколько распространенных экспериментов на хрупкое разрушение образцов различной геометрии. Для каждой задачи проведено сравнение критериев расчета траектории и валидация результатов по экспериментальным данным и расчетам других авторов. Показано, что для изотропных материалов все рассмотренные критерии дают практически идентичные расчетные траектории трещин.

The numerical implementation of the calculation of the crack propagation trajectory of brittle and fatigue fracture is considered. The trajectory is calculated based on the criteria of maximum tensile stresses, minimum strain energy density, maximum energy release and maximum triaxiality factor. Several common experiments on brittle fracture of samples of various geometries are considered. For each task, the trajectory calculation criteria were compared and the results were validated based on experimental data and calculations by other authors. It is shown that for isotropic materials, all the criteria considered give almost identical calculated crack trajectories.

• Введение
• Законы, определяющие процесс распространения трещины
  • Кинематика разрушения
    • Контрольный объем с трещиной
    • Производная и интеграл в окрестности вершины
  • Напряжения в окрестности вершины трещины
  • Термодинамика хрупкого разрушения
    • Работа разрушения и поверхностная энергия
    • Первое начало термодинамики
    • Второе начало термодинамики
    • Вектор потока энергии
  • Критерии разрушения
  • Критерии расчета траектории распространения
    • Критерий максимальных окружных напряжений
    • Критерий минимума плотности энергии деформаций
    • Критерий максимума выделения энергии
    • Критерий максимума трехосности напряженного состояния
  • Рост трещины многоцикловой усталости
    • Закон роста усталостной трещины
    • Эквивалентные меры параметров разрушения
• Расчет траектории трещины на основе пользовательских критериев
  • Предварительная подготовка геометрии
  • Инициализация параметров и задание критериев
  • Итерационный расчет траектории трещины
  • Верификация вычисления КИН
• Численный расчет траектории распространения трещины
  • Растяжение прямоугольной пластины с круговым отверстием
    • Постановка задачи
    • Конечно-элементная модель
    • Влияние размера КЭ и инкремента на траекторию
    • Верификация результатов расчета, сравнение критериев
  • Трехточечный изгиб
    • Постановка задачи
    • Конечно-элементная модель
    • Влияние размера КЭ и инкремента на траекторию
    • Валидация результатов расчета. Сравнение критериев
  • Трехточечный изгиб балки с тремя отверстиями
    • Постановка задачи
    • Конечно-элементная модель
    • Влияние размера КЭ и инкремента на траекторию
    • Валидация результатов расчета. Сравнение критериев
  • Диагональное растяжение CTS образца
    • Описание эксперимента
    • Геометрия образца для численного расчета
    • Конечно-элементная модель
    • Влияние размера КЭ на расчетную траекторию
    • Влияние инкремента на расчетное количество циклов
    • Валидация результатов расчета траектории трещины, сравнение критериев
    • 3.4.7 Валидация результатов расчета усталостной кривой при различных выражениях Keq
• Заключение
• Список использованных источников