LABORATORIUM MECHANIKI DOŚWIADCZALNEJ
TEMAT: Badonie odporności na pękanie
Data: 97.04.09	Wykonał: Michał Reczyński	Grupa: 23c M	Zaliczenie:

1. Cel ćwiczenia:

Wyznaczenie krytycznego współczynnika intensywności naprężeń K_Ic dla próbki trójpunktowo zginanej .

2. Wstęp teoretyczny:

:

W zależności od udziału odkształceń sprężystych i plastycznych towarzyszących rozprzestrzenianiu się pęknięcia można dokonać podziału mechaniki pękania na dwie zasadnicze części liniowo-sprężystą mechanikę pękania i nieliniową mechanikę pękania. Pierwsza umożliwia opis ilościowy zniszczenia, pod warunkiem, że rozprzestrzenianie się pęknięcia odbywa się w materiale liniowo-sprężystym, w zakresie obowiązywania równań teorii sprężystości.. Liniowo-sprężysta mechanika pękania obejmować winna takie przypadki w których rozprzestrzenianiu się pęknięcia może towarzyszyć wyłącznie odkształcenie sprężyste, czyli dotyczy materiałów idealnie kruchych. W rzeczywistości rozprzestrzenianiu się pęknięcia towarzyszy zwykle, chociażby niewielkie odkształcenie plastyczne. W przypadku , gdy zakres odkształceń plastycznych u wierzchołka pęknięcia w stosunku do wymiarów próbki jest nieznaczny, zachowanie się pęknięcia jest uzależnione od dominującego pola odkształceń sprężystych. Małą strefę plastyczną występującą u wierzchołka pęknięcia uwzględnia się w postaci poprawki na długość pęknięcia.

Liniowa mechanika pękania pozwala więc na określenie odporności na pękanie materiałów o małej ciągliwości, której miarą jest współczynnik intensywności naprężeń K. Możliwość użycia tej wielkości , jako miary odporności na pękanie w zakresie liniowej mechaniki pękania, wynika z analizy ogólnego wyrażenia na naprężenie w wierzchołku szczeliny, które ma postać:

r<0,01a

gdzie:

i,j -1, 2, 3 ;

K - współczynnik intensywności naprężania dla poszczególnych mechanizmów zniszczenia ;

{i} - I, II, III - sposób obciążenia ;

f_i,j - funkcja kąta Θ ;

a - odległość od wierzchołka pęknięcia ;

x₂

r

Θ

x₁

Współczynnik intensywności naprężeń wyraża się wzorem:

σ - zewnętrzne obciążenie,

Y - współczynnik zależny od geometrii elementu

Naprężenie krytyczne σ_c , przy którym w tarczy zawierającej szczelinę jest zainicjowany proces pękania wyznacza się ze wzoru:

K_ic - stała materiałowa dla określonej grubości próbki ze wzoru:

σ_y - granica plastyczności

3. Parametry przeprowadzenia doświadczenia:

Dane dotyczące próbki:

Materiał stal 36HNM

R_m = 1450MPa R_e = 1240MPa

P

17.65

B = 17.65mm W = 31.35mm a = 10.81mm

2. Wykres:

3. Obliczenia:

α=0.3448 f=1.6 Kq = 64.22

c= 0.00658 √m

a = 0,01081m B = 0,01765m

a > c B > c

K_q = K_IC

5. Wnioski:

Z powyższych obliczeń dochodzi się do wniosku, że przeprowadzone doświadczenie można uznać za udane ze względu spełnienia warunków doi wyznaczenia krytycznego współczynnika intensywności naprężeń K_Ic, który dla próbki trójpunktowo zginanej z materiału ze stali 36HNM wyniósł w granicach 2,262MPa.

10.81

120

---