всегда
предшествует зарождению трещины и проходит в более или менее узкой зоне у
вершины трещины, где напряжения превышают необходимые для начала
пластической деформации. Таким образом, поскольку в
металлических материалах невозможно идеально хрупкое разрушение,
критерий Гриффитса требует изменений.
Простейшим из них
является замена ys
на у = у*+7пл, где уПл — работа пластической деформации,
которая затрачивается на рост трещины. Эта замена возможна, если
пластическая деформация концентрируется в зоне перед вершиной
трещины, ширина которой мала по сравнению с длиной трещины. в
таком случае мы имеем дело с макрохруп-ким разрушением, достаточно
частым в металлических материалах. При этом в большинстве случаев
упл~Ю5у8, и критерий Гриффитса
для металлов можно приближенно записать как
Таким
образом, при распространении хрупкой трещины в металлах должно соблюдаться
равенство выделяющейся энергии упругой деформации и работы пластической
деформации. Поскольку уПл
значительно больше vSj
критическая длина трещин в хрупких металлах имеет величину порядка
миллиметров, в то время как в истинно хрупких материалах, например стекле,
— микрометры.
Ирвин ввел
параметр
(42)который,
как видно из уравнения (39), является первой производной упругой энергии,
выделяющейся при раскрытии трещины, по длине трещины. Он назвал его
сопротивлением продвижению трещины. Действительно, физический смысл
параметра G состоит
в том, что он характеризует работу, которую надо затратить на
образование новой поверхности трещины единичной длины или переместить
фронт трещины единичной длины на единичное расстояние. В
металлах
(43)Параметр
G, прямо связанный с теорией
Гриффитса, является энергетическим критерием сопротивления развитию
трещины. Еще шире используется силовой критерий, который можно получить,
зная поле напряжений у фронта трещины. Допустив линейную связь напряжения
с деформацией, можно следующим образом выразить
компоненты
