Page 42 - 6731

ПРАКТИЧНІ ЗАНЯТТЯ № 7

Інженерні підходи до експлуатаційної оцінки
конструкції з тріщиною

Ще до недавнього часу конструкція з будь-якою тріщиною
вважалася непридатною для експлуатації. На даний час при
конструюванні основним стає принцип “безпечного пошкод-
ження”, який допускає експлуатацію при наявності тріщин на
до критичній стадії їх розвитку.
Поняття критичного напруження, запропоноване А. Гріф-
фітсом, є цінним, оскільки воно зв’язане з початком розвитку
тріщини і служить важливою характеристикою опірності
матеріалу для росту тріщини. Проте однієї цієї характе-
ристики явно недостатньо для розуміння започаткованого
процесу руйнування. Як протікає цей процес? Яким чином
відбувається руйнування? Чи завжди тіло руйнується на
частини чи тріщина може зупинитися, не “дорізавши” тіло до
кінця. І взагалі, що відбувається після того, як тріщина почала
розвиватися?
На перший погляд видається, що якщо тріщина почала
розвиватися, то тіло обов’язково зруйнується. Проте це спра-
ведливо тільки при лавиноподібному, нестійкому поширенні
тріщини. Як показують експерименти і розрахунки, для
випадків взаємодії тріщини з перешкодами і границями її
розвиток може протікати стійко, без кінцевого руйнування в
значному діапазоні зміни навантаження. Очевидно, що в
конструкціях і спорудах, які працюють при певних зовнішніх
навантаженнях і певних режимах їх зміни, наявність стійких
тріщин не є небезпечним. Строк служби таких конструкцій
можна значно продовжити, застосовуючи різні методи
гальмування чи зупинки тріщин.
З інженерних позицій розглянемо конструкцію, в якій є
тріщина. Під дією циклічних навантажень або при спільній дії
навантажень і навколишнього середовища з плином часу ця
тріщина буде рости. Чим довша тріщина, тим більшу концент-
рацію напружень вона викликає. Це означає, що швидкість
розвитку тріщини з плином часу буде збільшуватися. Роз-
виток тріщини як функції часу можна представити кривою

41