Рост коротких трещин при циклическом нагружении: о реализации в пакете Фидесис

Рассмотрен подход к описанию роста коротких трещин при циклическом нагружении. Обсуждается понятие термина короткая (малая) трещина. Приведены результаты решения конкретных задач.
В определённых случаях возникает разница в механическом поведении твёрдых тел при наличии короткой или длинной трещины в одном и том же месте детали. Рассмотрены некоторые эффекты, возникающие при циклическом нагружении во время роста начальной короткой трещины, и трансформации её в длинную. Рассмотрены малые (короткие) трещины в твёрдом теле. Дано определение короткой трещины. В некоторых случаях возникает разница в механическом поведении твёрдых тел при наличии короткой или длинной трещины в одном и том же месте детали. Актуальность проблемы малых трещин достаточно очевидна, но не вполне ясно, какие трещины считать малыми. Можно дать несколько определений малости трещины. Например, удобно отнести к малым трещинам те, которые отвечают нижнему пределу разрешающей способности дефектоскопической аппаратуры. Однако получаемые при этом абсолютные числа не связаны с процессом механического поведения тела с трещиной. Целесообразнее длину трещины сопоставлять с характерной шириной образца (детали) или же с диаметром пластической зоны у вершины трещины.
В условиях циклического нагружения поведение трещин в зоне концентрации также имеет свои особенности, которые выражаются в начальном ускорении трещины, а затем, по мере увеличения длины, её скорость падает. Среди рассмотренных видов коротких трещин можно выделить трещины, которые целиком умещаются в областях повышенных напряжений около надрезов. Такие трещины называют механически короткими. Длина таких трещин соизмерима с длиной трещин, определяющих пороговые коэффициенты интенсивности напряжений в опытах по определению характеристик циклической трещиностойкости. Как видно из расчётов, механически короткая трещина сначала растёт быстро, но по мере выхода из области концентрации, достигает минимума, и затем снова возрастает, выходя из области концентрации. Далее трещина переходит в категорию длинных, следуя классической формуле Париса.