Численное исследование направления роста трещины в квазихрупком материале в градиентном поле температуры | Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2024. № 88. DOI: 10.17223/19988621/88/8

Численное исследование направления роста трещины в квазихрупком материале в градиентном поле температуры

Исследуется процесс роста трещины эллиптической формы в квазихрупком материале, находящемся в градиентном поле температуры. Предполагается, что упругие свойства материала имеют температурную зависимость, что характерно для материалов, находящихся вблизи температуры плавления. Показано, что в зависимости от ориентации оси трещины относительно направления температурного градиента возможны торможение, изменение направления роста трещины либо возникновение вторичных трещин в окрестности вершины основной трещины. Полученные расчетные результаты были успешно валидированы экспериментом по термическому разрушению блоков пресноводного льда.

Скачать электронную версию публикации

Загружен, раз: 6

Ключевые слова

хрупкое разрушение, температура плавления, расчет траектории трещин, предплавление

Авторы

ФИО	Организация	Дополнительно	E-mail
Заболотский Андрей Васильевич	ООО «Группа “Магнезит”»; Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения РАН	кандидат технических наук, инженер-технолог отдела инжиниринга Управления инжиниринга, проектов и производства работ; научный сотрудник	zabolotsky@bk.ru
Дмитриев Андрей Иванович	Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения РАН; Томский государственный университет	доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник; профессор кафедры физики металлов	dmitr@ispms.ru

Всего: 2

Ссылки

Соболев Р.Н. Температурный интервал плавления кристаллического вещества // Докла ды Академии наук. 2017. Т. 473, № 3. С. 351-354.

Гусаров В.В., Суворов С.А. Температура плавления локально-равновесных поверхност ных фаз в поликристаллических системах на основе одной объемной фазы // Журнал прикладной химии. 1990. Т. 63, № 8. С. 1689-1694.

Ролов Б.Н., Юркевич В.Э. Физика размывных фазовых переходов. Ростов н/Д: РГУ, 1983.

Уббелоде А. Плавление и кристаллическая структура. М.: Мир, 1969.

Stueckelschweiger M., Gruber D., Jin S., Harmuth H. Creep testing of carbon containing refractories under reducing conditions // Ceramics International. 2019. V. 45 (8). P. 97769781.

Бакунов В.С., Лукин Е.С., Сысоев Э.П. Длительная прочность плотной поликристалли ческой оксидной керамики до 1 600°С // Новые огнеупоры. 2015. № 7. С. 34-41.

Заболотский А.В. Математическое моделирование термостойкости оксида магния // Новые огнеупоры. 2011. № 6. С. 90-98.

Zabolotskiy A.V., Turchin M.Y., Khadyev V.T., Migashkin A.O. Numerical investigation of refractory stress-strain condition under transient thermal load // AIP Conference Proceedings. 2020. V. 2310. Art. 020355.

Dmitriev A.I., Nikonov A.Yu., Osterle W. Molecular dynamics sliding simulations of amor phous Ni, Ni-P and nanocrystalline Ni films // Computational Materials Science. 2017. V. 129. P. 231-238.

Dmitriev A.I., Nikonov A.Y., Shugurov A.R., Panin A.V. Numerical study of atomic scale deformation mechanisms of Ti grains with different crystallographic orientation subjected to scratch testing // Applied Surface Science. 2019. V. 471. P. 318-327. 10.1016/j.apsusc. 2018.12.021.

Shugurov A.R., Panin A.V., Dmitriev A.I. Multiscale Fracture of Ti-Al-N Coatings under Uniaxial Tension // Physical Mesomechanics. 2021. V. 24. P. 185-195. 10.1134/S10299 59921020089.

Марченко А.В., Карулин Е.Б., Чистяков П.В. Экспериментальное определение упругих характеристик морского ледяного покрова // Вести газовой науки: научно-технический сборник. 2020. Т. 45, № 3. С. 129-140.

Войнов Г.Н. Приливные явления и методология их исследований в шельфовой зоне арктических морей (на примере Карского и северо-восточной части Баренцева морей): автореф. дис.. д-ра геогр. наук. СПб., 2003.

Зубакин Г.К., Дмитриев Н.Е., Войнов Г.Н., Нестеров А.В., Виноградов Р.А. Динамика вод и льдов Печорского моря по экспериментальным данным // Труды RAO-03, Санкт-Петербург, 16-19 сентября 2003. C. 300-303.

Степанов И.В., Кубышкин Н.В. Результаты многолетних экспедиционных исследований физико-механических свойств льдов Печорского моря // Труды RAO-03, Санкт-Петербург, 16-19 сентября 2003. C. 194-197.

Артемов М.А., Барановский Е.С., Бердзенишвили Г.Г., Семка Э.И., Фатхудинов Д.Б. О нейтральном нагружении диска при тепловом и силовом воздействиях // Инженерный вестник Дона. 2018. № 2. URL: https://cyberleninka.ra/article/n/o-neytralnom-nagruzhenii-diska-pri-teplovom-i-silovom-vozdeystviyah/viewer.

Коноплин Н.А. Температурная зависимость параметров упругости железа // Природообустройство. 2009. № 4. С. 99-101.

Ершова А.Ю., Мартиросов М.И. Экспериментально-теоретические исследования дисперсно-упрочненных композитов применительно к задачам аэрокосмической промышленности. // Труды МАИ. 2016. № 89. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/eksperimentalno-teoreticheskie-issledovaniya-dispersno-uprochnennyh-kompozitov-primenitelno-k-zadacham-aerokosmicheskoy.

Токий Н.В., Токий В.В., Пилипенко А.Н., Письменова Н.Е. Температурная зависимость модулей упругости субмикрокристаллической меди // Физика твердого тела. 2014. № 5. С. 966-969.

Григорьев А.С., Данильченко С.В., Заболотский А.В., Мигашкин А.О., Турчин М.Ю., Хадыев В.Т. Особенности разрушения футеровок в оборудовании разного размера // Новые огнеупоры. 2022. № 12. С. 3-11.

Kuliev V.D., Morozov E.M. The gradient deformation criterion for brittle fracture // Doklady Physics. 2016. V. 61. P. 502-504.

Гольдштейн Р.В., Осипенко Н.М. Модель хрупкого разрушения пористых материалов при сжатии // Математическое моделирование систем и процессов. 2009. № 17. C. 47-58.

Заболотский А.В., Мигашкин А.О., Григорьев А.С., Дмитриев А.И., Турчин М.Ю., Хадыев В.Т., Шилько Е.В. Моделирование зарождения трещин в материалах с регулярно расположенными сферическими порами в условиях многоосного нагружения // Новые огнеупоры. 2023. № 3. C. 13-20.

Войтковский К.Ф. Механические свойства льда. М.: Изд-во АН СССР, 1960.

Близняк Е.В. Инженерная гидрология. М.: Речиздат, 1939.

Сериков М.И. Определение модуля упругости льда резонансным методом // Проблемы Арктики. 1959. № 6. С. 81-87.

Богородский В.В., Гаврило В.П., Гусев А.В. О нелинейных эффектах при разрушении льда в жидкости. М.: Транспечать, 1970. (Труды ААНИИ).

Иванов Б.Д. Тепловое расширение гексагонального льда // Вестник Якутского государственного университета. 2009. Т. 6, № 4. С. 35-39.

Чубик И.А. Маслов А.М. Справочник по теплофизическим характеристикам пищевых продуктов и полуфабрикатов. М.: Пищевая промышленность, 1970.

Волков А.И., Жарский И.М. Большой химический справочник. М.: Сов. школа, 2005.

Данные текущего контроля качества воды ГУП "Водоканал Санкт-Петербурга". URL: https://www.vodokanal.spb.ru/vodosnabzhenie/kachestvo_vody.

Li L., Shkhinek K. The ultimate bearing capacity of ice beams // Magazine of Civil Engineering. 2013. V. 1 (36). P. 65-74.

Sodhi D.S. Vertical penetration of floating ice sheets // International Journal of Solid and Structures. 1998. V. 35 (32). P. 4275-4294.