Разрушение стекла вблизи области контакта со стальными шарами

Представлены результаты экспериментов по вдавливанию стальных шаров различного диаметра в стеклянные образцы в форме прямоугольного параллелепипеда. Экспериментально определялись предельная нагрузка при образовании кольцеобразной трещины в окрестности области контакта и радиус этой трещины. Для определения поля контактных напряжений в зоне разрушения использовалось решение Губера задачи Герца о вдавливании шара в упругое полупространство. Для моделирования разрушения при контактном взаимодействии применялись локальный критерий максимальных напряжений и нелокальные критерии разрушения: критерий средних напряжений, критерий Нуизмера и градиентный критерий. Для вычисления параметра, имеющего размерность длины и входящего в нелокальные критерии разрушения, на балках без надреза и с надрезом экспериментально определены предельное растягивающее напряжение и критический коэффициент интенсивности напряжений стекла. Показано, что среди рассмотренных критериев наиболее близкие к экспериментальным данным значения радиуса кольцеобразной трещины позволяет получить градиентный критерий. Значения предельного растягивающего напряжения, полученные с использованием этого критерия, превышают значения, полученные при изгибе балок, что обусловлено масштабным фактором.