В результате анализа и обобщения различных критериев разрушения силового типа было предложено условие достижения предельного состояния в виде
. (19)
В простейшем случае это условие может быть представлено линейной зависимостью
. (20)
Условие разрушения по критерию Лебедева-Писаренко может быть записано в виде
. (21)
Из критерия (21) следует, что значение предельного касательного напряжения при чистом сдвиге определяется равенством
. (22)
Отсюда выражая , получаем
Результаты расчета относительных эквивалентных и напряжений для стали 12Х18Н9 приведены в таблице 10. Поверхности разрушения, построенные по критерию Лебедева-Писаренко в относительных координатах , показаны на рисунке 4.
Таблица 10. Координаты точек поверхности разрушения стали 12Х18Н9 по критерию Лебедева‑ Писаренко
Вид напряженного состояния | Главные напряжения | Эквивалентное напряжение | |||
1 | 1,000 | 1,000 | 1,000 | 1,000 | |
2 | 0,866 | 0,956 | 1,046 | 0,523 | |
3 | 1,000 | 1,000 | 1,000 | 0 | |
4 | 1,323 | 1,106 | 0,905 | -0,452 | |
5 | 1,732 | 1,239 | 0,807 | -0,807 | |
6 | 1,323 | 0,769 | 0,65 | -1,3 | |
7 | 1,000 | 0,327 | 0 | -3,058 | |
8 | 0,866 | 0,283 | -1,766 | -3,531 | |
9 | 1,000 | 0,327 | -3,058 | -3,058 |
Деформационный критерий разрушения
На основе обобщения весьма представительной выборки экспериментальных данных деформационный критерий устанавливает связь между предельной неупругой деформацией и специальной характеристикой напряженного состояния – параметром жесткости напряженного состояния, представляющим отношение среднего нормального напряжения к интенсивности напряжений . Экспериментальные зависимости предельной интенсивности деформаций от отношения могут быть с достаточной для практических целей точностью аппроксимированы экспоненциальной функцией, содержащей два параметра
. (23)
Используя уравнение единой кривой деформирования, связывающей интенсивности напряжений и деформаций, последнее выражение можно привести к виду
. (24)
Для определения постоянных a и b достаточно данных двух экспериментов, выполненных при простых видах нагружения – растяжении и чистом сдвиге.
При растяжении имеем , ; тогда из формулы (24) следует, что a и b взаимосвязаны:
(25)
При чистом сдвиге: , , тогда
(26)
Константы а и b для стали 12Х18Н9 имеют значения:
a=4,105; b=-4,237
С учетом этих результатов выражение (26) можно представить в довольно простой форме:
. (27)
С помощью зависимости (24) и опытных данных (, ) можно найти предельную интенсивность напряжений и соответствующую ей интенсивность деформаций для рассматриваемого материала [1]
(28)
при произвольном напряженном состоянии.
Сопоставляя формулу (24) с учетом определений (25), (26) с общей формой критериев разрушения , заключаем, что выражение для эквивалентного напряжения по деформационному критерию имеет вид
(29)
Коэффициент разнопрочности для стали 12Х18Н9 определяем из соотношения
. (30)
Результаты расчета относительных эквивалентных и напряжений для стали 12Х18Н9 приведены в таблице 11. Поверхности разрушения, построенные по деформационному критерию в относительных координатах , показаны на рисунке 4.
Таблица 11. Координаты точек поверхности разрушения для стали 12Х18Н9 по деформационному критерию
Вид напряженного состояния | Главные напряжения | Эквивалентное напряжение | ||||
1. | 0,667 | 1,000 | 1,397 | 0,716 | 0,716 | |
2. | 0,5 | 0,866 | 1,106 | 0,904 | 0,452 | |
3. | 0,333 | 1,000 | 1,000 | 1,000 | 0 | |
4. | 0,167 | 1,323 | 1,074 | 0,931 | -0,465 | |
5. | 0 | 1,732 | 1,239 | 0,807 | -0,807 | |
6. | -0,167 | 1,323 | 0,834 | 0,599 | -1,199 | |
7. | -0,333 | 1,000 | 0,512 | 0 | -1,953 | |
8. | -0,5 | 0,866 | 0,347 | -1,441 | -2,881 | |
9. | -0,667 | 1,000 | 0,366 | -2,729 | -2,729 |