Влияние гидростатического давления на скоростную зависимость трещиностойкости высоконаполненного полимерного материала

Abstract

Приведены результаты экспериментального исследования влияния гидростатического давления на вязкость разрушения высоконаполненных полимерных материалов. Показано, что с повышением гидростатического давления среды увеличивается критическое значение коэффициента интенсивности напряжений и, как следствие, скорость распространения трещины. Для учета влияния давления на характеристики трещиностойкости исследуемых материалов предложено использовать метод баровременной аналогии. Метод позволяет представить экспериментальные зависимости вязкости разрушения материала от скорости распространения трещины, полученные при различных уровнях гидростатического давления, в виде обобщенной баровременной зависимости, определяющей влияние условий нагружения на характеристики разрушения материала. Предложены простые эмпирические соотношения для аппроксимации полученных экспериментальных данных.

Наведено результати експериментального дослідження впливу гідростатичного тиску на в’язкість руйнування високонаповнених полімерних матеріалів. Показано, що з підвищенням гідростатичного тиску середовища збільшується критичне значення коефіцієнта інтенсивності напружень і, як наслідок, швидкість розповсюдження тріщини. Для врахування впливу тиску на характеристики тріщиностійкості матеріалів, що досліджуються, запропоновано використовувати метод барочасової аналогії. Метод дозволяє представити отримані за різних рівнів гідростатичного тиску експериментальні залежності в’язкості руйнування матеріалу від швидкості розповсюдження тріщини у вигляді узагальненої барочасової залежності, що визначає вплив умов навантаження на характеристики руйнування матеріалу. Запропоновано прості емпіричні співвідношення для апроксимації отриманих експериментальних даних.

We investigated the effects of hydrostatic pressure on the fracture toughness of high-filled polymeric materials. It is shown that the increase in hydrostatic pressure of a medium leads to the increase in the critical value of the stress intensity factor and, as a consequence, in the crack-propagation rate. To take into account the pressure effect on the characteristics of crack-propagation resistance of the materials under study, we propose to apply the pressuretime analogy method. This method allows to represent the obtained experimental data in the form of a generalized pressure-time dependence, which defines the influence of loading conditions on the material fracture characteristics. We propose simple empirical approximations of the obtained experimental data.