Novi Seminarski Iz Loma (Repaired)

7/26/2019 Novi Seminarski Iz Loma (Repaired)

1/19

2. MEHANIKA LOMA

2.1. Osnovni oblici stvaranja povrina loma

Rast prsline zavisi od naponsko-deformacionog stanja u okolini njenog vrha. Raspodela napona

u pomenutoj oblasti zavisi od oblika obrazovanih povrina loma. Povrina loma predstavlja

neoptereenu granicu napregnutog tjela. Kod izotropnih materijala razlikuju se tri onovna oblika

pomeranja povrina prsline:

Oblik I (istezanje) :prslina nastaje cjepanjem tj. razdvajanjem povrina loma du! y-

ose simetri"no u odnosu na prvobitnu ravan prsline #ravanxz$. Pri tome povrine lomase odvajaju jedna od druge.

Oblik II (smicanje u ravni): razvoj prsline klizanjem predstavlja pomjeranje jednepovrine loma prema drugoj u istoj ravni #ravan xz$. Kod ovog oblika povrine kli!ujedna po drugoj i to u pravcux-ose ali u suprotnim smjerovima.

Oblik III (smicanje van ravni) :prslina se obrazuje bo"nim smicanjem i to pomeranjem

jedne povrine loma po drugoj du! "ela prsline #z-osa$. Pri tome ta"ke koje su prenastanka prsline bile u istoj vertikalnoj xy-ravni nakon obrazovanja prsline seraspore%uju u razli"itim vertikalnim ravnima. Kod ovog oblika dolazi do me%usobnog

klizanja povrina u pravcuz-ose.

Slika 5. Osnovni oblici razvoja prsline i stvaranja povrine preloma

&ajzastupljeniji oblik stvaranja povrine loma prilikom projektovanja i eksploatacije

konstrukcije jeste oblik I. Pri optereenju mainskog djela na zatezanje dolazi do obrazovanjaprsline cjepanjem materijala a zatim i do njenog nekontrolisanog rasta to e u daljem

uzrokovati pojavu loma konstrukcije.

1


2/19

3. LINEANO ! ELA"#I$NA MEHANIKA LOMA %LEML)

'inearno-elasti"na mehanika loma koristi se za odre%ivanje rasta pukotine u materijalu uz

osnovnu pretpostavku da je naprezanje u materijalu veinom linearno-elasti"no #do ta"ke P$prilikom rasta odnosno da je plasti"na zona koja se pojavljuje oko vrha pukotine premala da bi u

zna"ajnoj mjeri utjecala na promjenu raspodjele naprezanja. (a"ka P na slici ) predstavlja

granicu proporcionalnosti odnosno ta"ku do koje je veza izme%u napona - i deformacija -

linearna.

Slika !. "ookov #ija$ram (% &$ranica proporcionalnosti' & $ranica elastinosti' * & vrsto+amaterijala i , & $ranica ki#anja)

(emelje linearno - elasti"ne mehanike loma je postavio *r+in. ,n uvodi faktor intenziteta

napona kao i njegove kriti"ne vrijednosti. (eorijske osnove su nale svoju primjenu u praksi

dajui zna"ajne rezultate objanjavajui uzroke loma broda 'ibert/ i aviona 0omet */.

3.1. &romj'na 'n'r(ij' '*ormisanja

Prilikom svaranja nove pukotine u tijelu energija nepovratno utroena na stvaranje nove

povrinske pukotine je #jedna"ina energije o"uvanja sistema$#-riit/$:

dEpuk=GC dA

gdje je:

10- kriti"na promjena energije potrebna za stvaranje nove povrinske pukotine

d2 - novonastala povrinska pukotina za dvodimenzionalna tijela definisana kao:

2


3/19

dA=BdA

gdje je:

3 - debljina dvodimenzionalnog tijela

d2 - prirast duljine pukotine ukupna energija sistema.

4a bi dolo do irenja pukotine potrebna promjena energije za stvaranje nove povrinske

pukotine d2 je

G=

A GC

gdje je:

- ukupna energija sistema.

5lijedei izraz je rezultat o"uvanja energije sistema:

d +dEpuk=0

gdje je ukupna promjena energije sistema

d =d U+d K+d W

gdje su navedene promjene:

d -promjena ukupne energije sistema

d U- energija za stvaranje nove porinske pukotine

d K- kineti"ka energija sistema i

d W-

rad vanjskih sila.

2ko je tijelo izlo!eno konstantnoj deformaciji rad vanjskih sila je jednak nuli te je:

d +dEpuk=d U+d K+dEpuk

3


4/19

Slika !. ner$ija sistema koja se sastoji o# po/ranjene elastine ener$ije i vanjske potencijalne

ko# primijenjeno$ optere+enja koje ovise o promjeni veliine pukotine

Rast pukotine potroi svu raspolo!ivu energiju sustava te rast pukotine ili dolazi do potpunog

loma promatranog tijela.

3.2. +a,tor int'n-it'ta napona KI

6aktor #koeficijent$ intenziteta napona ! ,je osnovni faktor u oblasti mehanike loma kojim se

opisuje naponsko-deformaciono stanje u okolini vrha prsline uzrokovano dejstvom udaljenogoptereenja ili postojanjem zaostalih napona u strukturi. Kada vrijednost napona postane

kriti"na male prsline rastu to dovodi do loma .

7rijednost faktora intenziteta napona-,je funkcija:primijenjenog napona

oblika povrine loma

veli"ine i polo!aja prsline i

geometrije mainskog djela na kom je prslina detektovana.

8a ravnu plo"u na"injenu od materijala idealno elasti"nih svojstava jedini"ne debljine sa

centralnom prslinom du!ine 9a#slika $ dobija se slijedea zavisnost #jedna"ina -riit/-a$:

K=a

4


5/19

Slika 0. a) -eometrija povrinske i unutranje prsline1 b) 2ematski prikaz raspo#jele napona #u3

preseka 4&4

6aktor intenziteta napona-,proporcionalan je naponu i kvadratnom korjenu du!ine prsline.;koliko je u pitanju oblik * obrazovanja povrina loma onda je:

KI=a

8a oblik ** i *** #jedna"ineIr6in-a$:

KII=a

KIII=a

gdje su:

- normalni napon

Documents

Novi Seminarski Iz Loma (Repaired)