Архив номеров

При использовании высокоскоростной видеосъемки проведены наблюдения быстрого распространения трещин поперек полосок полимерной пленки разной реологии. Определены количественные характеристики их движения. Обнаружен и описан ряд особенностей изменения траектории трещины, динамического поведения зоны сцепления впереди трещины и ее ветвления перед выходом на свободную поверхность.

Одной из важнейших проблем механики является построение моделей разрушения материалов и элементов конструкций. Экспериментальное изучение распространения трещин служит целям калибровки этих моделей. Медленное подрастание трещин в тонких пленках рассматривалось во многих работах. Так, например, в недавней работе [1] изучался докритический рост трещины в пленках из поликарбоната под действием растягивающих нагрузок, меньших предельных, при наличии зоны сцепления длины, сравнимой с длиной трещины. Однако авторам не известны исследования быстрого распространения трещин в пленках.

В предлагаемой работе обобщаются результаты обработки данных по регистрации быстрых процессов разрушения полосок полимерной пленки двух типов. По подборкам кадров высокоскоростной видеосъемки изучены законы развития трещины из начального разреза в пленке из жесткого полиэстера и концевой зоны трещины в пленке из мягкого, допускающего большие пластические деформации, полипропилена. Определены скорости роста дефекта со временем. Наблюдалось формирование качественно разных пластических зон у вершин трещин в пленках разной толщины и реологии, описаны сценарии выхода трещины на свободную поверхность. Обнаружен эффект ветвления узкой и длинной концевой пластической зоны трещины при ее подходе к свободной границе с выкалыванием треугольного кусочка пленки.