Леган М.А.  

Применение метода граничных элементов и модифицированного интегрального критерия разрушения для анализа экспериментальных данных

При использовании того или иного классического локального критерия прочности обычно предполагается, что разрушение начинается при достижении максимальным эквивалентным напряжением предельного значения хотя бы в одной точке. Однако локальные критерии прочности сформулированы на основании экспериментальных исследований при различных видах однородного напряженного состояния. В условиях концентрации напряжений и резкой неравномерности их распределения локальные критерии дают заниженные оценки предельных нагрузок по сравнению с экспериментальными данными. В этом случае целесообразно применять нелокальные условия прочности, среди которых наиболее широко известен интегральный критерий разрушения типа Нейбера – Новожилова или критерий средних напряжений. По сравнению с локальными этот критерий дает более высокие оценки предельных нагрузок. Однако и с его помощью не всегда удается хорошо описать экспериментальные данные по разрушению образцов с концентраторами напряжений. Поэтому предлагается модификация критерия средних напряжений с введением дополнительного параметра. 

Представляемый доклад посвящен сравнению локальных и интегральных условий начала разрушения при неоднородном напряженном состоянии, как между собой, так и с экспериментальными данными по разрушению плоских образцов с концентраторами напряжений. Так как некоторые экспериментальные результаты были получены на образцах, ширина которых сопоставима с размерами концентраторов, то для определения напряженно-деформированного состояния (НДС) таких образцов необходимо применение того или иного численного метода. Для определения НДС в плоских задачах о концентрации напряжений был выбран метод граничных элементов, так как он нуждается в построении только гранично-элементного контура и не требует дискретизации области с резким изменением НДС.

Для элементов конструкций с концентраторами напряжений предлагаемый модифицированный интегральный критерий разрушения дает более высокие и близкие к экспериментальным данным значения предельных нагрузок по сравнению с известными локальными условиями прочности и критерием средних напряжений.