Если
величина приложенного напряжения близка к пределу текучести материала
(5>*0,6 5Т), то пластическая деформация будет идти в большом
объеме у вершины трещины, и линейная механика разрушения, в частности
уравнения (49), (50), оказывается неприменимой. Тогда используют
нелинейную механику разрушения, учитывающую общую пластическую деформацию
разрушающегося тела. Разрушение в таких условиях типично для многих
металлических конструкционных материалов.
В
нелинейной механике разрушения тоже рассматривается пластическая зона
шириной гпл
у вершины трещины. Предполагается, что внутри этой зоны
действует напряжение STj а вне трещины и пластической
зоны материал пластичен.
Расширение пластически
деформирующейся области вблизи вершины трещины по мере увеличения
приложенного извне напряжения связано с раскрытием трещины 6\ мм. При плоском напряженном
состоянии 6= (SSTc/nE) X
Xln [1/cos (д5/25т)]. Если S/ST<0,6,
раскрытие трещины тоже может быть определено как 8 =
nS2c/ (EST).
Аналогично
критическому коэффициенту интенсивности напряжений, величину 6 в
момент перехода к закри-тическому развитию трещины принимают за
критическое
раскрытие
трещины
бс, которое используется в нелинейной механике
разрушения как основной параметр вязкости разрушения. Величина
бс связана с Кс следующим выражением: Ке=
(Sr&cE)W
Наиболее
полную информацию о кинетике развития трещин можно получить с помощью так
называемых /?-кри-вых, отражающих зависимость какой-либо характеристики
сопротивления развитию трещины R от ее длины. На практике
чаще всего за R
принимают энергетический параметр сопротивления распространению
трещины G [см.
уравнения (42), (43)]. По мере развития трещины при повышении
нагрузки увеличивается размер зоны пластической деформации у
вершины трещины и повышается сопротивление металла разрушению. На
рис. 62 показан пример У?-кривой для образцов шириной 100 мм с центральной
трещиной из алюминиевого сплава Д16Т. Область 1 до достижения
максимального напряжения соответствует до критическому (стабильному)
развитию трещины, а область 2
— закри-тнческому ее развитию. Если прекратить нагружение в
области 1 до
достижения атах,
самопроизвольного роста трещины не происходит. Если же образец
разгрузить после перехода через оъах,
трещина продолжает самопроизвольно
