Mekanika e shkatërrimit II-Korrelacioni ndermjet K dhe G
1. Korrelacioni ndërmjet K dhe G
Siç është theksuar më parë:
K- është rezistenca ndaj thyerjes (fracture
tougness) ose ndryshe faktori i intensitetit të
sforcimit (Stress Intensity factor-SIF),
G- paraqet
intensitetin e forcës
përhapjes (rritjes) së plasaritjes.
të
2.
K- paraqet intensitetin e
sforcimeve,
deformimeve dhe çvendosjen e majës së
plasaritjes dhe kështu nga ana tjetër
trajtohet si parametër lokal i mekanikës
elastike lineare të shkatërrimit (MELSHLEFM).
G-paraqet ndryshimin bazë të energjisë
potenciale
të
shkaktuar
nga
rritja
(inkrementi) i përhapjes (rritjes) së
plasaritjes dhe kështu nga ana tjetër
trajtohet si parametër global (përgjithshëm)
i mekanikës elastike lineare të shkatërrimit
(MELSH-LEFM).
3. Përdorimi i MELSH:
Materiale të brishtë dhe me zonë lineare të
elasticitetit,
Homogjen në pikëpamjet të shkallës së
koncentrimit të sforcimeve,
Materiale anizotropik (ortotropik),
Prani e plasaritjes ose ndonje defekti tjetër
me majë të mprehtë,
Pa prani të zonës plastike dhe me gjatësi të
madhe të plasaritjes,
Përhapje jo stabile të plasaritjes.
7. Konditat kritike
Për gjendjen e sforcuar planare
Për gjendjen e deformuar planare
Gc- paraqet intensitetin e forcës kritike të
përhapjes (rritjes) së plasaritjes.
KIc-rezistenca ndaj thyerjes
9. Forca
Mekanika elastike lineare e shkatërrimit
(MELSH-LEFM), plasaritjen e trajton me rreze
rrumbullakimi të vogël, që tenton kah zeroja,
sipas figurës në vazhdim:
Deformimi
10. Forca
Vlen të theksohet se Mekanika elastike
lineare e shkatërrimit (MELSH-LEFM) merret
edhe me thyerjet me rrjedhje të kufizuar, ku
ekziston një zonë e vogël plastike, figura në
vazhdim:
Deformimi
11. Në realitet rrezja e rrumbullakimit të
majës së plasaritjes, për materiale reale dhe
në përmasa atomike, nuk mund të jetë zero,
andaj edhe sforcimi që krijohet në majën e
plasaritjes është me vlera të kufizuara.
brishtë
Distanca
ndëratomike
Përhapja e
plasaritjes
12. Shtrirja e Zonës plastike me përmasa të
ndryshme
Rrjedhja e
plotë-Kolapsi
plastik
Rritja e ngarkesës
13. Shtrirja e Zonës plastike me përmasa të
ndryshme
MELSH
MEPSH
Kolapsi
14. Zona me plasticitet të kufizuar në krahasim
me zonën ku supozohet se dominon
singulariteti matematikore, përkatësisht ku
supozohet se rrezja e rrumbullakimit dhe
sforcimi në majën e plasaritjes janë infinite.
15. Pra, pasi që supozohet se
rrezja e
rrumbullakimit të majës së plasaritjes është
finite (e kufizuar) dhe jo infinite e pakufizuar,
atëhere edhe te materialet me brishtësi të
kufizuar supozohet se krijohet një zonë e
kufizuar plastike, e cila varet prej llojit dhe
karakteristikave të materialit.
Kur zona e plastike është e vogël në
krahasim me zonën ku supozohet dominon
singulariteti matemetikor, në kuadër të
MELSH, parashihen dy varianta korrektuese:
Modeli i Irwin-it,
Modeli i shiritit të rrjedhshmërisë.
16. Modeli i Irwin-it
Plasaritja
Shpërndarja e sforcimit në
zonën elastike
Elastike
Shpërndarja e sforcimit në zonën e
ekzistimit të rrjedhjes lokale të kufizuar
Elastikoplastike
17. Për hapjen e plasaritjes sipas modelit
(metodës-I) së çarjes, sforcimi në majën e
plasaritjes është:
Nëse merret parasysh se për gjendjen e
sforcuar planare,
-kufiri i rrjedhshmërisë (yield
strength) dhe nëse zëvendësohet në
kuacionin e sipërm, do të fitohet se:
20. Nëse merret parasysh ekzistenca e zonës
së kufizuar plastike, edhepse me përmasa të
vogla, por supozohet se ekziston, atëhere
krijohet një shpërndarje tjetër e sforcimit në
majën e plasaritjes duke krijuar gjendje të re
ekuilibruese:
21.
22. Forma dhe përmasat e zonës plastike
janë në varësi të efektit përmasor që krijon
gjendjen e sforcuar planare dhe gjendjen e
deformuar planare.
Pllakë e hollë
Zonë p
lastike
em
adhe
Pllakë
er
pamab rafshët me p
ari mi sh
ë
t t ë më r masa
dha
Shkatërrim me plan
rrëshqitjeje në kënd prej 45o
24. Gjendja e sforcimit dhe deformimit planar
σ
Thickness
B
Thickness
B
σ
y
σyy
σ
Trashësia
Trashësia
σz
σ
σz
σz
Crack
Plane
X
Plani i shtrirjes
së plasaritjes
a
σ
σ
σz
Plane Stress
Gjendja e sforcuar planare
σ
Plane Strain
Gjendja e defomuar planare
25.
26. Morfologjia e sipërfaqes së thyerjes
Gjendja e sforcuar planare
Gjendja e sforcuar planare
Gjendja e deformuar planare
Gjendja e deformuar planare
27.
28.
29.
30.
31. Zona plastike në pllakën e hollë dhe të trashë
Pllaka e hollë
Gjendja e sforcuar planare
Pllaka e trashë
Gjendja e deformuar planare
32. Modeli i shiritit të rrjedhshmërisë
Ky model është propozuar nga Dugdale dhe
Barenblatt. Këto dy supozuan krijimin e një
zone plastike në majën e plasaritjes te
materialet të cilët nuk janë të prirur ndaj
dukurisë së forcimit fizik.