|
Оглавление
Предисловие
Предлагаемая вниманию читателей небольшая книга – одна из последних работ выдающегося советского ученого-механика академика Юрия Николаевича Работнова (1914–1985). С именем Ю.Н.Работнова связаны основополагающие оригинальные исследования во многих областях современной механики деформируемого твердого тела. Ему принадлежат принципиальные результаты в теории оболочек, теории пластичности и устойчивости неупругих систем. Ю.Н.Работнов признан во всем мире как один из создателей современной теории ползучести металлов, наследственной теории упругости, расчетный аппарат которых нашел широкое применение при проектировании и оценке надежности конструкций. Он удивительно тонко понимал тенденцию развития науки и умел очень точно выделить наиболее перспективные направления. Последние годы жизни Юрий Николаевич активно работал в новых направлениях механики разрушения и механики композитных материалов. Ю.Н.Работнов был не только крупнейшим ученым, но и чутким педагогом, блестящим лектором, воспитавшим в стенах Московского университета целую плеяду учеников. Его перу принадлежат около 200 научных работ, среди которых особое место занимают фундаментальные монографии "Ползучесть элементов конструкций" (М.: Наука, 1966) и "Элементы наследственной механики твердых тел" (М.: Наука, 1977), учебники "Сопротивление материалов" (М.: Физматгиз, 1962) и "Механика деформируемого твердого тела" (М.: Наука, 1979), которые стали настольными книгами для целого поколения ученых-механиков. Настоящая книга необычна, она существенно отличается от большой части издаваемой литературы по механике. Это не учебник для первичного ознакомления с предметом и не научная монография в строгом понимании этого слова. Лучше всего ее содержание можно, видимо, определить как обзор основных идей, лежащих в основе механики разрушения. Эта работа написана на основе курса лекций для специалистов-механиков, прочитанного Ю.Н.Работновым во Франции, в университете Пуатье. Этим объясняется лекционный характер ее построения. В книге нет строгих решений задач и громоздких формул. Общеизвестные результаты приводятся, как правило, без доказательств и подробных ссылок. Основное внимание направлено на разъяснение существа идей, лежащих в основе математических моделей, предложенных для описания того или иного процесса разрушения. Это позволило в совсем небольшой по объему книге охватить широкий круг проблем механики разрушения. Распространение трещин, вязкое разрушение, квазикрупное разрушение при высоких температурах, накопление повреждений в процессе ползучести, длительная прочность, разрушение композитов – вот перечень основных вопросов, затронутых в работе. Читатель, интересующийся проблемами механики, безусловно с интересом прочтет эту книгу. Если она поможет уяснить некоторые основные идеи механики разрушения и вызовет желание глубже разобраться в том или ином вопросе – значит, цель ее достигнута. В.Д.Клюшников
Введение
Предлагаемая читателю книга касается общих идей науки, которую принято называть механикой деформируемого твердого тела. Этот термин, быть может, и не столь распространенный, объединяет такие понятия, как сопротивление материалов, теория упругости и пластичности, теория вязкоупругости (или наследственной упругости, если следовать определению, данному известным итальянским математиком Вито Вольтерра), теория ползучести и другие разделы, а со сравнительно недавнего времени – и механику разрушения. С другой стороны, в настоящее время механика сплошной среды преподается как единая дисциплина, включающая в себя механику газов, жидкостей, твердых тел и иных возможных сред. Слушателям таких курсов предлагается общая теория законов поведения, определяющих свойства любых сплошных сред. Представляется, что в настоящее время следует рассматривать механику деформируемого твердого тела не как конгломерат разнородных дисциплин, а как единую научную теорию, разделяющуюся, разумеется, на различные направления. С точки зрения приложений, если не считать задач обработки пластических материалов и некоторых проблем геофизики, данная теория может быть применима в широкой области расчета конструкций. Задача ставится так: задана конструкция (машина, сооружение, судно, средство передвижения и т.п.) и условия ее эксплуатации (внешние силы, температура и т.п.). Следует дать заключение о том, будет ли данная конструкция функционировать в течение некоторого времени, либо она выйдет из строя сразу. Следует признать, что ни теория упругости, ни теория пластичности не дают ответа на этот вопрос. Это и явилось причиной возникновения в недавнее время новой отрасли механики твердых тел: механики разрушения. Могут быть выделены несколько основных направлений развития механики разрушения, и в частности; 1. Механика распространения трещин (линейная механика разрушения). Здесь на основе глобальной идеи Гриффитса (1921) развиваются методы повышения сопротивления конструкции с трещиной. Конструкции больших размеров (как, например, роторы турбин, ядерные реакторы) всегда имеют в исходном состоянии трещины, особенно если они собирались с помощью сварки. Данная теория получила развитие в трудах английских и американских авторов. С точки зрения практики, она позволяет дать стандартизированные рекомендации по увеличению константы материала, называемой критическим коэффициентом интенсивности). 2. Механика рассеянного разрушения. Рассмотрим, например, опыт на усталостное нагружение. Образец, подверженный действию осевых нагрузок, остается неповрежденным большую часть времени. Затем где-либо появляется видимая глазом трещина, которая продолжает расти вплоть до момента полного разрушения. Этот процесс усталостного разрушения может быть разделен на два периода: а) период скрытого накопления невидимых глазом повреждений; б) период образования и распространения трещины. Если вы располагаете электронным или оптическим микроскопом, то можете и во время первого периода наблюдать маленькие трещины, размер которых не превосходит размера кристаллических зерен. Плотность этих микротрещин растет вплоть до момента образования большой (видимой глазом) трещины. Длительность первого периода может составлять от 50 до 80% времени полного срока службы образца, почему нам и представляется, что механика рассеянного разрушения является не менее интересной теорией, чем механика распространения трещин. Об авторе
 Работнов Юрий Николаевич Крупнейший советский ученый-механик, специалист в области механики деформируемого твердого тела, академик АН СССР. Окончил механико-математический факультет МГУ имени М. В. Ломоносова. С 1947 г. профессор кафедры теории упругости механико-математического факультета. Доктор физико-математических наук. В 1952–1954 гг. — декан механико-математического факультета, с 1953 г. — основатель и заведующий кафедрой теории пластичности механико-математического факультета. Заместитель директора Института гидродинамики Сибирского отделения АН СССР (1958–1965), заведующий лабораторией прочности машиностроительных материалов Института машиноведения АН СССР (1972–1983). С 1953 г. член-корреспондент АН СССР, c 1958 г. — академик.
Ю. Н. Работнов — автор основополагающих оригинальных исследований во многих областях современной механики деформируемого твердого тела. Он внес большой вклад в развитие теории оболочек, в разработку современной теории ползучести; решил задачу о сложном изгибе упругопластической трубки; получил фундаментальные результаты по теории наследственной механики твердых тел. Последние годы жизни заметное место в его исследованиях занимали наиболее актуальные вопросы механики деформируемого твердого тела — разработка теории композитных материалов и механика разрушения. Научные и педагогические заслуги Ю. Н. Работнова были отмечены многими правительственными наградами, орденами, медалями, в том числе Государственной премией. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||