1
1. UVOD
Mehanika loma je nau na disciplina koja se bavi problemima prslina i njihovog uticaja
na pona anje materijala i konstrukcija. Mehanika loma (prvobitno nazvana mehanikom
prslina) je po ela svoj razvoj po etkom XX veka radovima Inglisa o koncentraciji napona
[
1.1
]
i Grifita o brzini osloba anja energije
[
1.2
]
, a pedesetih godina Irvin je postavio te-
melje linearno elasti ne mehanike loma uvo enjem faktora intenziteta napona i njegove kri-
ti ne vrednosti
[
1.3
÷
1.4
]
. U to doba mehanika loma bele i prve zna ajne prakti ne uspehe
obja njenjem lomova brodova tipa Liberti i mlaznih aviona tipa Komet
[
1.5
]
. Dalji razvoj
ove nau ne discipline obuhvatio je njeno pro irenje na elasto-plasti nu oblast analizom plas-
ti ne zone ispred vrha prsline
[
1.5
÷
1.6
]
i uvo enjem odgovaraju ih parametara – otvaranja
vrha prsline
[
1.7
]
i J integrala
[
1.8
]
. Sledio je po prirodi stvari razvoj mehanike loma u jo
nekim va nim oblastima kao to su zamor
[
1.9
]
, puzanje
[
1.10
]
, i korozija
[
1.11
]
.
Prakti na primena mehanike loma se od samog po etka zasnivala na dvostranom
tuma enju njenih parametara: s jedne strane oni predstavljaju optere enje i geometriju kon-
strukcije, uklju uju i geometriju prsline, a s druge strane svojstvo materijala, odnosno nje-
govu otpornost na rast prsline. Time je uspostavljen klasi ni trougao mehanike loma, sl. 1.1,
i omogu eno da mehanika loma postane jedan od temelja nove nau ne discipline – integriteta
konstrukcija. Drugim re ima, umesto da se bavi samo analizom loma, mehanika loma je
postala zna ajno oru e u rukama in enjera iji je zadatak da lom spre e.
DELUJU I
NAPON
VELI INA
PRSLINE
ILAVOST
LOMA
MEHANIKA
LOMA
Slika 1.1. Trougao mehanike loma
Integritet konstrukcija je relativno nova nau na i in enjerska disciplina, koja u irem
smislu obuhvata analizu stanja i dijagnostiku pona anja i popu tanja, procenu veka i revi-
talizaciju konstrukcija. To zna i da, osim uobi ajene situacije u kojoj treba proceniti inte-
gritet konstrukcije kada se ispitivanjem bez razaranja otkrije gre ka, ova disciplina obuhvata
i analizu naponskog stanja konstrukcije bez prsline, naj
e metodom kona nih elemenata.
Na taj na in se dobija precizna i detaljna raspodela pomeranja, deformacija i napona, koja
omogu ava da se utvrde 'slaba' mesta u konstrukciji, ak i pre pojave prsline. Ovaj pristup je
posebno va an za konstrukcije koje su izlo ene radnim uslovima tipi nim za nastanak
prslina, kao to su zamor, puzanje i korozija.
Cilj ove monografije je da prika e mogu nosti primene mehanike loma na procenu
integriteta konstrukcija. U tom cilju bi e obja njeni osnovni koncepti linearno elasti ne i
elasto-plasti ne mehanike loma, definisani odgovaraju i parametri i obja njena njihova pri-
mena na izvesnom broju va nih prakti nih problema, uklju uju i i primere iz prakse. Veliki
2
deo izlo enog materijala je nastao tokom dvadesetogodi njeg rada autora u ovoj oblasti, a
dominiraju problemi vezani za zavarene spojeve i posude pod pritiskom.
LITERATURA
1.1. C.E.Inglis,
Stresses in a plate due to the presence of cracks and sharp corners
. Proc. Inst.
Naval Arch. 55: 219-241, 1913
1.2. A.A.Griffith,
The phenomena of rupture and flow in solids
. Phil. Trans. Roy. Soc. London. A,
221: 163-198, 1920
1.3. G.R.Irwin, J.A.Kies,
Fracturing and fracture dynamics
. Welding Journal. Res. Sup. 31(2):
95s-100s, 1952
1.4. G.R.Irwin, J.A.Kies,
Critical energy rate analysis of fracture strength
. Welding Journal. Res.
Sup. 33(4): 193s-198s, 1954
1.5. G.R.Irwin,
Plastic zone near a crack and fracture toughness
. Proc. 7th Sagamore Research
Conf. on Mechanics & Metals Behavior of Sheet Material. Vol. 4, 463-478. Racquette Lake,
NY, 1960
1.6. D.S.Dugdale,
Yielding of steel sheets containing slits
. J. Mech. Phys. Solids. 8: 100-104, 1960
1.7. A.A.Wells,
Application of fracture mechanics at and beyond general yielding
. British
Welding Journal 11: 563-570, 1963
1.8. J.R.Rice,
A path independent integral and the approximate analysis of strain concentration by
notches and cracks
. J. Appl. Mech. 35, pp. 379-386, 1968
1.9. P.C.Paris, R.E.Gomez, W.E.Anderson,
A rational analytic theory of fatigue
. The Trend in
Engineering, 13(1), pp. 9-14. University of Washington, 1961
