Пластический коэффициент интенсивности напряжений в задачах механики разрушения

Приложения критериев и параметров механики трещин к условиям нелинейного деформирования при сложном напряженном состоянии имеют свои особенности. В основном эффекты влияния подобных состояний реализуются через зону пластической деформации в области вершины трещины, что предопределяет необходимость построения исследований в нелинейной постановке для определения параметров напряженно-деформированного состояния экспериментальных образцов и реальных элементов конструкций. В работе представлено обобщение реализованных подходов к решению задач вычислительной и экспериментальной механики трещин на основе единого параметра в форме пластического коэффициента интенсивности напряжений (КИН), учитывающего нелинейное поведение материала, условия нагружения, вид напряженного состояния и проявление эффектов стеснения во взаимно перпендикулярных направлениях. Результаты численных расчетов на основе метода конечных элементов, описанные в настоящей работе, дают наглядную иллюстрацию перспектив использования нелинейных параметров, учитывающих условия нагружения, влияние геометрии тела с трещиной, а также механические свойства в диапазоне температур при интерпретации и прогнозировании характеристик сопротивления деформированию и разрушению. Подход на основе пластического КИН позволяет получить однопараметрическую количественную оценку свойств сопротивления материала статическому и циклическому разрушению, свободную от влияния геометрии тела с трещиной и условий нагружения. Показана эффективность применения пластического КИН в задачах механики разрушения при сложном напряженном состоянии и смешанных формах деформирования. На примере диска паровой турбины реализовано практическое приложение концепции пластического КИН в порядке расчета долговечности на стадии роста поверхностной трещины.