1.2 Vết nứt trong kết cấu.

Xét một kết cấu có vết nứt đang phát triển. Do việc áp dụng tải trọng

lặp đi lặp lại hay do sự kết hợp của tải trọng và môi trường tác động vào

vết nứt ngày càng lớn. Vết nứt dài, ứng suất tập trung gây ra bởi nó cao

hơn. Có nghĩa là tỷ lệ lan truyền vết nứt sẽ tăng lên theo thời gian. Sự

lan truyền vết nứt cũng như một hàm của thời gian được miêu tả bởi một

đường cong như hình 1.1a. Vì hình dạng ứng suất vết nứt của kết cấu

giảm: nó thấp hơn ứng suất dự tính ban đầu.

Ứng suất dư của kết cấu giảm dần khi cỡ vết nứt tăng dần, như biều đồ

cho bởi hình 1.1b. Chắc chắn sau 1 thời gian ứng suất dư thấp dần kết

cấu không thế chịu đựng được tải trọng cao nó có thế được tìm thấy ở cơ

sở bảo dưỡng. Từ thời điểm trên kết cấu có khả năng bị hỏng. Nếu tại

trọng cao ngẫu nhiên không xảy ra thì vết nứt sẽ tiếp tục phát triển cũng

như ứng suất dư thấp dần, sự rạn nứt sẽ xảy ra dưới tải trọng thường.

Nhiều kết cấu đượcthiết kế để mang tải thường cái mà đủ cao để bắt

đầu nứt., đặc biệt khi vết nứt tồn tại trước hoặc ứng suất tập trung được

biểu thị. Người thiết kế phải đoán trước khả năng nứt và do đó ông ta

phải chấp nhận đôi chút nguy hiểm cái làm cho kết cấu bị hỏng. Ý nói

rằng kết cấu chỉ có thể được giới gạn trong một khoảng thời gian. Dĩ

nhiên, xác suất hỏng có thể chấp nhận ở mức độ thấp trong suốt thời

gian làm việc. Để bảo đảm sự an toàn nó phải được dự đoán vết nứt sẽ

phát triển nhanh như thế nào và ứng suất dư giảm nhanh như thế nào;

dự đoán và phương pháp phát triển dự đoán là dự án của cơ học phá

hủy.

Đối với hình 1.1 cơ học phá hủy trả lời các câu hỏi sau:

a. ứng suất dư là hàm gì của cỡ vết nứt?

b. cỡ gì của vết nứt chịu được tải trọng mong muốn thường: tức là cỡ

vết nứt tới hạn là gì?

c. Khoảng phát triển của vết nứt từ bắt đầu đến tới hạn là bao nhiêu?

d. Cỡ vết nứt tồn tại trước được cho phép tại kết cấu khi bắt đầu thời

gian làm việc?

e. Bao lâu thì kiểm tra vết nứt của kết cấu một lần?

Cơ học phá hủy cung cấp đầy đủ các câu trả lời để một vài câu hỏi

và câu trả lời có ích khác. Như miêu tả ở hình 1.2 một vài ngành

có liên quan đến sự phát triển các thủ tục thiết kế của cơ học phá

hủy. Ở cuối cùng bên phải phân tích tỷ lệ kỹ sư tải trọng và ứng

suất. Cơ học ứng dụng cung cấp vùng đỉnh của ứng suất của vết

nứt cũng như đàn hồi và ( phạm vi ứng suất) biến dạng dẻo của

vật chất trong vùng lân cận vết nứt. Dự đoán làm cho ứng suất

phá hủy có thể được kiểm tra bằng thí nghiệm. Nghiên cứu vật

chất liên quan tới bản thân nó với quá trình phá hủy trên phạm vi

nguyên tử và chuyển vị tới tính pha tạp và bản chất. từ nhận thức

về quá trình tiêu chuẩn cái mà phát triển và phá hủy có thể đạt đc.

Những tiêu chuẩn phải thường dự đoán tác động của vết nứt trong

biểu đồ ứng suất biến dạng được cho. Hiểu biết về quá trình phá

hủy cũng cung cấp các tham số vật chất quan trọng của độ bền

của vết nứt; chúng cho biết nếu vật chất với độ bền của vết nứt

phát triển .

ứng dụng nó là yếu tố cần thiết cho kiến thức của tổng phạm vi

hình 1.2. cuốn sách này cố gắng để cung cấp những hiểu biết cơ

bản của phạm vi này.

Để sử dụng kết quả của cơ học pphas hủy trong kỹ thuật

Vết nứt trong vật rắn có thể chịu ứng suất theo 3 chế độ khác nhau, giống như minh họa tại hình 1.3.