Наукоемкие технологии и оборудование в промышленности и строительстве

Статья

Наименование Развитие единой теории прочности и закономерности разрушения
Авторы Литвинский Г. Г., д. т. н., проф.
Раздел Науки о земле
Год 2019 Выпуск 56 Страницы 5 - 18
УДК 622.243.2
Аннотация Дан краткий анализ существующих теорий прочности. На основе идеи проф. В. В. Давиденкова и проф. Я. Б. Фридмана путём сопряжения линейного паспорта прочности для разрывов (пинч-эффект) и нелинейного паспорта аналитической теории прочности при разрушении сдвигом развита единая теория прочности. Изучены особенности разрушения материалов при изменении вида напряжённо-деформированного состояния (НДС). Впервые предложено описание прочности нового класса материалов, обладающих биупругостью. Дан перечень явлений и процессов в геомеханике и горном деле, где проявляется пинч-эффект. Результаты исследований развивают теоретические основы прочности и разрушения деформируемого твёрдого тела.
Реферат Цель исследования — создание единой (обобщённой) теории прочности на основе изучения закономерностей разрушения материалов (горных пород, материалов природного и искусственного происхождения) при различных видах напряжённо-деформированного состояния (НДС). Объекты исследования — прочностные показатели материалов при сложном напряжённо-деформированном состоянии, механизмы их разрушения. Предмет исследований — закономерности возникновения разрушения от разрывов (пинч-эффекта) при нагружении хрупких и пластичных материалов. Методика и основная идея выполненных исследований состоит в учёте влияния на разрушение материалов проявлений пинч-эффекта, т. е. возникновения деформаций растяжения, и определении условий разрушения от трещин отрыва и сдвига на диаграмме О. Мора.
Результаты. Дан краткий анализ существующих теорий прочности. На основе идеи проф. Н. Н. Давиденкова и проф. Я. Б. Фридмана путём сопряжения линейного паспорта прочности для разрывов (пинч-эффект) и нелинейного паспорта аналитической теории прочности при разрушении сдвигом развита единая теория прочности. Изучены особенности разрушения материалов при изменении вида НДС. Впервые предложено описание прочности нового класса материалов, обладающих биупругостью. Дан обширный перечень явлений и процессов в геомеханике и горном деле, где проявляется пинч-эффект. Результаты исследований развивают теоретические основы прочности и разрушения деформируемого твёрдого тела. Научная новизна: 1. Единая теория прочности получена путём сопряжения двух механизмов разрушения: линейного паспорта прочности от разрывов и нелинейного паспорта аналитической теории прочности для механизма сдвигового разрушения. 2. Предложено описание прочности нового класса материалов, обладающих биупругостью. 3. Впервые разработан паспорт материалов с позиций единой теории прочности и с учётом феномена пинч-эффекта, открытого Бриджменом. 4. Изучены закономерности проявлений пинч-эффекта и впервые определены условия образования трещин раскола. 5. Указан обширный перечень явлений и процессов в геомеханике и горном деле, где следует учитывать существенное влияние пинч-эффекта.
Практическая значимость. Результаты исследования могут быть использованы для изучения практически важных вопросов технологии добычи и переработки сырьевых ресурсов в нефтяной и горной промышленностях, а также будут полезны при подготовке инженеров и аспирантов горных специальностей.
Ключевые слова теория прочности, пинч-эффект, разрушение отрывом, разрушение сдвигом, паспорт прочности, геомеханика, горная порода, упругие постоянные, биупругость, параметр Надаи – Лодэ, схема Кармана, схема Беккера.
Полный текст