В ЛМР полагают, что материал везде, кроме малой области вблизи конце трещины, является линейно упругим, однородным и изотропным.
Силовые (К 1c и K c , энергетические (G 1c и G c и деформационные (δ с ) критерии линейной механики разрушения (ЛМР) определяют в опытах на образцах с искусственно созданной трещиной. Размеры образцов, режим нагружения и метода измерений описаны в ГОСТ 25.505-85.
Надрез устраивают путем укладки пленки на место будущего надреза или пропила в затвердевшем бетоне. Балочные образцы испытывают по
14
3-точечной или 4-точечной схемам. Нагрузка постепенно увеличивается. При критическом ее значении из надреза разовьется трещина. Тогда
K1c = σnc √πlY(λ),
(1.19)
где σпс - номинальное напряжение в ослабленном сечении у кончика трещины при критической нагрузке; l - длина надреза; h - высота образца λ= l/h,Y(λ) - полином, учитывающий конечность размеров образца
σпс=σMc / [b(h-l) 2],
(1.20)
где М- критический изгибающий момент; l - ширина образца (рис. 1.4).
Рис. 1.4. Определение K1c на балочках с надрезом,
схема 3-точечного изгиба; l - датчик ширины раскрытия трещины
В образцах типа "двойная консоль" имеются два наружных паза, расположенных вдоль призмы. Нагрузка прикладывается на одном из концов призмы в виде двух противоположно направленных сосредоточенных сил. При испытании по схеме "двойное кручение" образец нагружается четырьмя силами F/2 , вызывающими два крутящих момента FWкр /2 .
Критическая скорость высвобождения энергии G1cопределяется косвенным путем. Для линейно-упругого материала
G1c=K1c2 (l-v2)/F;(1.21)
G1C= K1c2 /E.(1.22)
Первое уравнение относится к плоскому напряженному состоянию, второе - к плоской деформации.
Существуют и экспериментальные методы определения Glc. В одном из них определяют прогибы балочки Δf от нагрузки Р , вычисляются dC/dl для серии изгибаемых образцов-близнецов, отличающихся длиной начальной трещины l.
15
Тогда
(1.23)
где F c - критическая нагрузка на образец; b - ширина; dC / dl - значение производной по длине трещины образца.
16
