Наслов: Прорачунска механика лома и замора
Тип: Универзитетски уџбеник
Аутори: Гордана Јовичић, Мирослав Живковић, Снежана Вуловић
Резиме:
Механика лома има важну примену како у пројектовању нових конструкција, провери поузданости постојећих, тако и у провери поузданости и процени преосталог века трајања конструкција у којима су се појавиле иницијалне прслине.
Средином XX века, као одговор на необјашњиве хаварије бродова, мостова, железничких пруга, појављује се већи број истраживача који су се бавили проблемима лома. Свакако један од истакнутијих међу њима је Irwin (1952,1954), који је модификовао Griffith-ову теорију (1921). Према њему, важну улогу при ширењу прслине игра концентрација напона ти непосредној околини врха прслине. Kао квантитативна мера концентрације напона у околини врха прслине уводе се величине фактора интензитета напона: KI, KII i KIII.
Шездесетих година XX века појављују се нови, фундаментални радови из механике лома. Најзначајнији међу њима су радови Rice-а (1968) засновани на дефинисању Ј интеграла и анализи његових особина. Теорија заснована на коришћењу Ј интеграла развијена је са циљем да се успостави квантитативна мера појаве нестабилног ширења прслине. Развија се критеријум лома заснован на примени Ј интеграла.
Одредивање основних параметара механике лома се заснива на дефинисању концентрације напона у околини врха прслине. Једно од опште прихваћених правила за коришћење аналитичких метода при одређивању. основних параметара механике лома је теза о аутономности прслине или концепт сличног понашања. Теза о аутономности је заснована на претпоставци да поље напона у околини врха прслине зависи од вредности средњих напона, еластичних својстава материјала и облика прслине. Ова теза је прихватљива уколико је K-зона мала у односу на димензије прслине (Шумарац 1990), где се под K-зоном подразумева област у околини врха прслине у којој може да се примењује теорија асимптотског напонског поља, другим речима, K-зона је сингуларно доминантна област.
Теоријско одређивање параметара механике лома представља сложен математички задатак, посебно код конструкција са сложеном геометријом и условима оптерећења. Аналитичко одређивање параметара механике лома попут: фактора интензитета напона K, Ј-интеграла, отварања врха прслине CTOD (Crack Tip Opening Displacement), је могуће само у малом броју случајева. Kод решавања проблема са сложеном геометријом и сложеним условима оптерећења неопходно је користити нумеричке методе прорачуна.
Дакле, аналитичке методе су, у првој половини прошлог века, биле једини могући начин одређивања параметара механике лома и то све до појаве нумеричких метода средином осамдесетих година XX века, које су пре свега засноване на примени методе коначних елемената.
У последњих двадесет година метода коначних елемената је нашла примену како у разним областима механике тако и у механици лома. Развиле су се нове научне дисциплине које су засноване на нумеричким методама и прорачунима: прорачунска механика, прорачунска динамика флуида. прорачунска термодинамика, прорачунска механика лома, оштећења, замора...
Један од практичних циљева примене методе коначних елемената у прорачунској механици лома је да се одреди концентрација напона око врха прслине тј. фактори интензитета напона (ФИН) који уједно представљају меру механичког стања прслине. Други примами циљ примене методе коначних елемената у прорачунској механици лома је да се предвиди могуће ширење прслине све до појаве лома.
Садржај:
Увод, Основни параметри механике лома, Одређивање фактора интензитета напона нумеричким путем, Проширена метода коначних елемената (X-ФЕМ), Нискоциклични и високоциклични замор материјала, Литература
