Трещины

При разрушении однородных тел процесс образования и развития трещины зависит от типа деформации. Схема основных частей трещины и их различные типы представлены на рис. 11.9,11.10.

Для наглядности в вершине трещины (рис. 11.10) помещена трехмерная система координат. Если деформация определяется силами, ориентированными по направлению ОУ, то края трещины симметрично расходятся в противоположных направлениях (I тип).

Если края трещины и ее поверхности скользят друг по другу в направлении ОХ (поперек фронта трещины), то возникают деформации поперечного сдвига (II тип).

В случае, когда края и поверхность трещины движутся относительно друг друга в направлении OZ (т. е. вдоль фронта трещины, параллельно ему) формируются деформации продольного сдвига (III тип).

Рис. 11.9. Схема основных частей трещины: 1 — края трещины, 2 — поверхность трещины (излом), 3 — фронт трещины

Рис. 11.10.Схема механизмов образования трещины в зависимости

от способа деформирования: а — I тип (отрыв), б — II тип (поперечный сдвиг), в — III тип (продольный сдвиг)

Зарождение трещины и ее рост приводят к изменению конструкционных качеств деформируемого тела и могут закончится разрушением тела.

Ниже для примера рассмотрены повреждения, характерные для длинных трубчатых костей. Разрушения таких костей можно рассматривать как разрушения стержня при воздействии нагрузок в продольном или поперечном направлениях.

Продольные нагрузки (сжатие) возникают, например, при падении на кисть вытянутой руки, на руку, согнутую в локтевом суставе или на согнутое колено (рис. 11.11).

Рис. 11.11.Повреждение нижнего эпифиза бедренной кости вследствие

разрывных или сдвиговых деформаций возможно при падении

на согнутое колено

В спортивной практике часто имеет место повреждение костей вследствие их изгиба под влиянием внешнего воздействия. Зона начала разрушения диафиза длинной трубчатой кости при изгибе располагается на выпуклой стороне (рис. 11.12.) дуги, где сосредотачиваются наибольшие значения растягивающих напряжении.

Рис. 11.12.Схема разрушения диафиза длинной трубчатой кости

вследствие изгиба: а, б- векторы внешних усилий, в - сжимающие,

г — растягивающие усилия

Другой вид повреждений больших трубчатых костей, сопровождающийся множественными переломами, возникает при ударе тупым предметом (рис. 11.13).

Рис. 11.13.Схема механизма образования фрагментарного перелома диафиза длинной трубчатой кости с равномерным сечением (а) и с неравномерным сечением (б) при воздействии тупым предметом (Крюков)