Variant of constructing a two-criterion diagram of the failure of cylindrical shells with cracks

Abstract

Рассмотрены условия разрушения цилиндрических оболочек с продольными поверхностными трещинами, нагруженных внутренним давлением. Решение задачи основано на использовании двухкритериального подхода к оценке разрушения конструкций с трещинами, в рамках которого строится двухкритериальная диаграмма разрушения. В качестве критерия хрупкого разрушения конструкции с трещиной используется критерий Дж. Ирвина. В качестве параметра, определяющего нагрузку предельного состояния при вязком разрушении, предложено использовать мембранную составляющую критического раскрытия трещины. Раскрытие трещины определяется в рамках модели пластической зоны по Дагдейлу. В качестве уравнения, аппроксимирующего двухкритериальную диаграмму разрушения, описывающую области хрупкого, квазихрупкого и вязкого разрушений, принята зависимость по стандарту BS 7910. Показано хорошее совпадение расчетных и экспериментальных данных по разрушению труб и сосудов давления с поверхностными трещинами. The conditions of the failure of cylindrical shells with longitudinal surface cracks loaded with internal pressure are considered. The solution of the problem is based on the usage of a two-criteria approach to assessing the failure of structures with cracks. A two-criteria fracture diagram was constructed within the framework of the approach. J. Irwin's criterion is used as a criterion for brittle fracture of a structure with a crack. It is proposed to use the membrane component of the critical crack opening as a parameter that determines the limit state load in ductile fracture. Fracture opening is determined within the Dugdale’s model of plastic zone. The dependence according to the BS 7910 standard was adopted as an approximating equation the two-criterion fracture diagram, which describes the areas of brittle, quasi-brittle and viscous destruction. There is a good agreement between the calculated and experimental data on the fracture of pipes and pressure vessels with surface cracks.