Tryby pęknięć

Pęknięcie definiuje się jako szczelinę powstającą w miejscu koncentracji naprężeń wewnątrz obiektu pod obciążeniem. Po jego inicjacji, pęknięcie stopniowo się rozwija i ostatecznie prowadzi do zniszczenia strukturalnego obiektu. Zjawisko, w którym początkowe mikropęknięcia stopniowo się rozszerzają, określa się jako rozwój pęknięcia, a jego zakończenie określa się jako wierzchołek pęknięcia.

Typy pęknięć

Pęknięcia dzieli się na trzy typy w zależności od charakteru propagacji:

• tryb otwierania,
• tryb ścinania,
• tryb rozdzierania.

W trybie otwierania szczelina występuje w jednej płaszczyźnie, a w miarę postępu pęknięcia krawędzie pęknięcia rozsuwają się w kierunkach przeciwnych do siebie.  Tryb ścinania również występuje w jednej płaszczyźnie, lecz krawędzie rozdzielonego materiału są względem siebie przesunięte równolegle, bez widocznych rozwarstwień. W trybie rozdzierania pęknięcie nie występuje w jednej płaszczyźnie, a jego górna i dolna część deformują się prostopadle do kierunku propagacji pęknięcia.

Choć tryby pęknięć różnią się geometrią, mają wspólną cechę: rozkład naprężeń wokół wierzchołka pęknięcia można wyrazić za pomocą współczynnika intensywności naprężeń (SIF – Stress Intensity Factor). Innymi słowy, jeśli w danym trybie pęknięcia zostanie określony tylko współczynnik koncentracji naprężeń, wówczas rozkład naprężeń wokół pęknięcia można opisać funkcją kątową względem promienia (r) oraz kąta w układzie biegunowym z wierzchołkiem pęknięcia jako początkiem układu.

Dla porównania, współczynnik koncentracji naprężeń można wyznaczyć precyzyjnie i efektywnie metodą całki J.

Zapraszamy do zapoznania się ze stroną: Analizy MES.