132757776.doc
Smer:Profesor tehnike i informatike
Seminarski rad
Tema: Lom, mehanika loma
Studenti
:Ivana Ilić 99/2007
Slađana Milosavljević 204/2007
1
132757776.doc
Mehanika loma se bavi pojavom loma nakon elastičnih deformacija
(mehanika loma pri linearnoj elastičnosti
Linear Elastic Fracture
‐
Mechanics LEFM) i nakon elastično plastičnih deformacija (mehanika
‐
loma iznad granice tečenja materijala Post Yield Fracture Mechanics
‐
‐
PYFM). Ona je proširena i na proučavanje loma koji je posledica delovanja
promenljivog opterećenja (zamorni lom) i loma koji nastaje zbog
korozijskih uticaja na vlačno opterećene elemente konstrukcija (korozija
pospešena naprezanjima), a uključuje i posebne slučajeve loma (npr. lom
kostiju). U početnoj fazi razvoja mehanika loma proučavala je samo pojavu
krtog loma, dakle, loma komae prethodi samo elastična deformacija. Tu se
spominju istaknuti Griffithovi radovi (1) i (2), u kojima su izvedene
jednačine:
[ ]
RN
[ ]
1
.
1
[ ]
RD
gdje je
a
dužina pukotine,
E
modul elastičnosti,
γ
energija
površinske napetosti po jedinici debljine ploče
(potrebna energija da
se stvore dve nove površine preloma),
ν
je Poissonov koeficijent, dok
je
C
σ
kritična veličina vlačnog naprezanja pri kojem se lom dalje
odvija bez dodatnog utroška energije.
Posebni interes za proučavanje problema loma nametnut je čestim lomovima
brodova tipa
Liberty, koji su proizvedeni u SAD pre i u period drugoga
svetskog rata. Od 4 694 zavarene konstrukcije brodova ovog tipa, 1289
pretrpelo je teške havarije, a 233 se slomilo na dva dela. Lomovi tih
brodova nastajali su u uslovima koje su u to vreme bili neobjašnjivi.
Slika 2. Lom jednog od brodova tipa Liberty i inicijalna
pukotina koja je uzrokovala krti lom trupa
Tako, u ono vreme neobjašnjivi lomovi, u tom su se razdoblju događali i na
drugim konstrukcijama (mostovi, stupovi, cevovodi i sl.) i bili su poseban
izazov za istraživače, pa se veliki broj istaknutih naučnika upušta u analizu
problema loma. Pedesetih je godina bio značajan doprinos Irwina i
4
πα
ν
σ
πα
σ
γ
γ
)
1
(
2
2
2
−
=
=
E
E
c
c
132757776.doc
njegovih saradnika koji su radili na programu analize lomova.Osnova
Irwinova rada bila modifikacija Griffithove teorije. On je utvrdio da važnu
ulogu pri razvoju pukotina igra i plastična deformacija, jer zbog
koncentracije naprezanja pri vršku pukotine lokalno naprezanje postaje
veće od granice tečenja.
U Irwinovim radovima se rade pojmovi
dinamika loma i mehanika
loma
, a tačnije se
definišu parametri koji će posle biti osnova eksperimentalnih istraživanja
u mehanici loma.
5
