MEHANIKA LOMA, Seminarski Rad

'(I)*+ZI* ' BI-/'  *-(I01I 21' 21'33* BI-/

S*MI(+S1I +"

MEHANIKA LOMA, teorija i primjena

Studij: II ciklus, Građevinski odsjek Predmet: Osnovi mehanike loma Mentor: Prof. dr. Zijah Buri! Student: "alila "emirovi!, #achelor $rađevine Smjer: O%&ti

1. UVOD Mehanika loma 4nau5na disci%lina67 %ostojanje i ravoj %rslina u konstrukciji, ot%ornost materijala .

Linearno- elastina mehanika loma

Elastino-plastina mehanika loma

Irwinovin - havarija trgovačkih brodova klase Liberty koji su  predstavljali okosnicu trgovačke fote SAD sredinom 20 stolje!a

1

 Kolika je preostala nosi!ost konstr"k#ije

Kolika je ma$. 2 %op"&tena %"'ina prsline Koliki je ra%ni !ijek 3 konstr"k#ije

4

?

Koliko %"(o )e trajati rast prsline Koliko esto konst. mora *iti 5 po%!r(n"ta inspek#iji, "t!r+i!anje !eliine prsline

. LINEANO - ELA/I0NA MEHANIKA LOMA LEML2 Linearno-elastina mehanika loma 7 određivanje rasta %ukotine u materijalu u osnovnu %ret%ostavku da  je na%reanje u materijalu ve!inom linearno7elasti5no. M*+I83 3om 7 (a%oni manji od na%ona te5enja

Primjena metoda LEML i EPML za definisanje pojave loma.

+avno stanje deformacija K-3aktor 'ila!ost loma K 

.1. Osno!ni o*li#i st!aranja po!r&ina loma P+S3I( 9 &u%ljina u tijelu I(I(8*+S1 P+S3I( ; PO)+
Oblik -ravoj

%rsline

I

Oblik II -

ravoj %rsline klianjem

Oblik

ravoj %rsline

III

-

.. 4aktor inten5iteta napona K I Faktor (koefcijent) intenziteta napona - K  je

osnovni faktor u o#lasti mehanike loma, kojim se o%isuje na%onsko7deformaciono stanje u okolini vrha %rsline, urokovano dejstvom udaljeno$ o%tere!enja ili %ostojanjem aostalih na%ona u strukturi. )rijednost faktora inteniteta na%ona7 "  je funkcija:  primijenjenog napona,  oblika površine loma,  veličine i položaja prline i  geometrije mašinkog !jela obra$ovanja na kom prlina M(m7=>? ili MPam@>?je #blik  povr%ine !etektovana"    

.6. Kritina !rije%nost 3aktora inten5iteta napona 'ila!ost loma2 - K I#

1  7 mjera Cilavosti loma a krte, a %od određenim uslovima, i a kvai7krte materijale. tem%eratura  de#ljina elementa B

#rina deformisanja

1 Ic 7 Cilavost loma %ri ravnoj deforinaciji ili kratko Cilavost loma 41 c teCi ka određenoj konstantnoj donjoj $rani5noj vrijednosti6 !$žina  prline bez!imenzioni koji zavii o! $zorka i prline %

parametar !imenzija

 primijenjeni normalni napon

 Zahtjev de#ljine o#e#eđuje uslov ravno$ stanja deformacije, dok ahtjev %o %itanju dimenija o#e#eđuje linearno7elasti5no %ona&anje. •

&rika$ uticaja debljine u$orka- t na 'ilavost loma

($gled povr%ine loma pri  prela$nom obliku loma

. LINEANO - ELA/I0NA MEHANIKA LOMA LEML2 3*M3 ne moCe o%isati sve %ojave oko vrha %ukotine, ako %ro&irenju %ukotine %rethode ve!e %lasti5ne deformacije, kao &to je to slu5aj kod duktilnih materijala. Postoji nekoliko metoda koje mo$u %osluCiti a rije&avanje %ro#lema *PM3 7 a ali su naj&ire %rihva!ene dvije metode: 1. Kon#ept 7 - inte(rala i . Kon#ept ot!aranja !rha prsline 8/OD9 2 ?.

1 .

6.1. Kon#ept 7 - inte(rala Koncept J - integrala -  parametar koji karakteri&e lom tijela koji se deformi&u elastično - plastično Rice - ja postavio osnovu za  pro&irenje postupaka mehanike loma van oblasti linearno - elastične mehanike loma. •

•

     e    #  e   n   o    i    l    l   e  s    j    i   r    ,  %

)rijednost 8 7 inte$rala ne avisi od %utanje inte$racije

6.. Kon#ept ot!aranja !rha prsline Prije %rirasta %ukotine dolai do njeno$ atu%ljivanja 4en$l. #luntin$6, &to se moCe iskoristiti a određivanje vrijednosti kriti5no$ otvaranja vr&ka %ukotine O" 4DEDt6.

Otvaranje vrha prsline δ  definisano na bazi efektivnog otvaranja prsline δ a i  Irvinove korekcije plastične zone (a) i za Dagdelov model (b)

6. :OA0UN :O7EDINIH :AAME/AA MEHANIKE LOMA Primjer @. 'o5ena je %ukotina na vrhu avara. Potre#no je ira5unati " . Geometrija: 7 t E ?F mm 7 )  =FH E @FH7 J 7 a E @ mm 7 %ret%ostavljeni o#lik %ukotineK a*2c E F.?L O%tere!enje: 7 aksijalno, +ma, E =LF (>mm? abela . /aktor koncentracije napre$anja i aktor gradijenta napre$anja

korekcijski aktor slobodne povr%ine

korekcijski aktor uticaja debljine

korekcijski aktor gradijenta napre$anja 1tabela . osnovni aktor oblika

"oe3cijent u ovisnosti o raspodjeli napre$anja du'  pukotine i uglu $avara

&rimjer primjene mehanike loma

  8edna od najna5ajnijih %rimjena mehanike loma je %roces %riku%ljanja i analie %odataka kako #i se utvrdio uork kvara %ojedinih kom%onenata.  (a%ukao u%5anik 4radni vijek i %reko ?F $od.6  Prve ? $odine %ojava %ukotina imeđu u%5anika i o#oda   nalie %okaale visoku koncentarciju na%reanja i deformacija u #liini ru#a.   Ira5unate sto%e rasta su kori&tene a %rocjenu %reostalo$ vijeka trajanja u%5anika. •

•

•

•

•

;.
Rad je baziran na linearno - elastičnoj mehanici loma gdje se poku&ao objasniti rast pukotina u materijalu uz pretpostavku da je naprezanje u materijalu linearno - elastično, kao i elasto  plastičnoj mehanici loma kojoj se pristupa kada LEML ne moe opisati sve pojave oko vrha  pukotine, ako pro&irenju pukotine prethode ve!e plastične deformacije, kao &to je to slučaj kod duktilnih materijala. "bra#en je faktor intenziteta napona kao osnovni faktor u oblasti mehanike loma kojim se opisuje naponsko - deformaciono stanje u okolini vrha prsline kao i ilavost loma, kao i njegova kritična vrijednost. $ako#er je izvr &en i proračun pojedinih parametara mehanike loma. %ostupci LEML se najvi&e koriste u avionskoj i raketnoj industriji, gde je kriterijum smanjenja teine od primarnog interesa, zbog čega se moraju koristiti materijali visoke čvrsto!e, koji su istovremeno i krti.

HVALA NA :A=N7I >