Коэффициент интенсивности напряжений

Коэффициент интенсивности напряжений, КИН, К (англ. Stress Intensity factor) используется в линейной механике разрушения для описания полей напряжений у вершины трещины. Само определение К возникло из рассмотрения задачи о напряжениях в теле с трещиной. Поле напряжений у вершин трещины имеет сингулярность вида $1/\sqrt{r}$, где r — расстояние от вершины трещины до точки, напряжение в которой рассматривается; другими словами, К является мерой сингулярности напряжений в окрестности трещины.

Размерность К в системе СИ — Па√м.

Если у двух тел с трещинами одинаковые значения К, то поля напряжений в окрестности трещины будут одинаковыми. Ирвин предположил, что условие начала распространения трещины можно сформулировать как условия достижения напряжениями критического значения, сформулировав тем самым силовой критерий хрупкого разрушения.

Силовой критерий связывает значение К для рассматриваемого тела с трещиной с критическим значением КИН, являющимся характеристикой материала. При статическом нагружении — К_1с, который получил название критического КИН или вязкости разрушения.

Обозначения

Индексы справа внизу используются для обозначения условий нагрузки:

• K_c — критический коэффициент интенсивности напряжений при плоской деформации — значение интенсивности напряжения, при котором распространение трещины становится быстродействующим на участках более тонких, чем те, в которых преобладает плосконапряженное состояние
• K_I — коэффициент интенсивности напряжения для условий нагрузки, при которых края трещины смещаются в направлении нормали к плоскости трещины (также известна как открывающая (I) мода деформации)
• K_Ic — критический коэффициент интенсивности напряжений I моды деформаций
• K_II — коэффициент интенсивности напряжения для условий нагрузки, при которых края трещины смещаются в плоскости трещины нормально относительно фронта распространения трещины(также известна как поперечно-сдвиговая (II) мода деформации)
• K_IIc — критический коэффициент интенсивности напряжений II моды деформаций
• K_III — коэффициент интенсивности напряжения для условий нагрузки, при котором края трещины смещаются в плоскости трещины параллельно относительно фронта распространения трещины (также известна как продольно-сдвиговая (III) мода деформации)
• K_IIIc — критический коэффициент интенсивности напряжений III моды деформаций
• K_Id — динамическая вязкость разрушения. Вязкость разрушения, определяемая при динамическом нагружении; используется для аппроксимации K_с для очень вязких материалов
• K_ISCC — пороговый коэффициент интенсивности напряжений при коррозии под напряжением. Критические значения приобретает в особых условиях
• K_Q — временное значение вязкости разрушения при плоской деформации
• K_th — пороговая интенсивность напряжения для трещинообразования от коррозии под напряжением. Критическая интенсивность напряжения в начале трещинообразования от коррозии под напряжением при определённых условиях