Křehký a tvárný lom, lineární a elastoplastická lomová mechanika. ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINE STROJNÍCKA FAKULTA KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽINIERSTVA Křehký a tvárný lom, lineární a elastoplastická lomová mechanika. Bc. Bílek Pavel (pavel.bilek@fs.cvut.cz) Bc. Farkašová Mária (majafarkasova@gmail.com)

Teoretický úvod [1] mezní stav trhlina, lom vliv faktorů na porušení – vnitřní a vnější mechanismy porušení – štěpný a smykový Obr. 1 Křehké porušení. Obr. 2 Tvárné porušení. [2]

Obr. 3 Model křehkého štěpení. [3] Křehký lom [1] menší spotřeba energie bez plastické deformace při menším napětí než je mez kluzu velká rychlost šíření kolmý na normálové napětí Obr. 3 Model křehkého štěpení. [3] Obr. 4 Křehký lom. [4]

Faktory ovlivňující vznik křehkého lomu [1] koncentrace napětí velká tloušťka dynamické a rázové namáhání nízké teploty přítomnost vrubu a vad Obr. 5 Makro křehkého porušení. [6]

Tvárný (houževnatý) lom [1] skluzové mechanizmy větší spotřeba energie výrazná plastická deformace jamkovitý charakter Obr. 6 Model tvárného porušení. [7] Obr. 7 Tvárný lom. [5]

Přechodová (tranzitní) křivka [8] zkouška rázem v ohybu podle Charpyho (ČSN EN 10 0045-1) způsoby určení Tp inflexní bod střední hodnota dohodnutá hodnota vizuálně Obr. 8 Zkouška rázem v ohybu. Obr. 9 Přechodová křivka. [10,11]

Vlivy na přechodovou teplotu [4] Obr. 10 Přechodová křivka – vliv TZ. [8] Obr. 11 Přechodová křivka – vliv uhlíku. [8] rychlost deformace velikost zrna způsob zatěžování tepelné zpracovaní chemické složení

Hodnocení tranzitního chování [8] Zkouška padajícím závažím – DWT. DWT - Drop weight test. TNDT – Teplota nulové houževnatosti. (Null Ductility Temperature) Obr. 12 Schéma zkoušky.

Hodnocení tranzitního chování [8] Zkouška teploty zastavení trhliny TTZT – Robertson. Obr. 13 Schéma zkoušky.

Lineární lomová mechanika [8] uplatnění Hookova zákona až do lomu Griffith: Součinitel intenzity napětí K [MPa.m1/2] Irwin: Lomová houževnatost KIC Orowan: I II III KI KII KIII Obr. 15 Vliv tloušťky tělesa na lomovou houževnatost. Obr. 14 Označení součinitele intenzity napětí pro různé způsoby namáhání. [9]

Elastoplastická lomová mechanika [4] uplatňuje se pro houževnaté materiály vznik plastické zóny nové koncepce: kritické otevření trhliny J integrál Obr. 16 Schéma plastické zóny. [8]

Kritické otevření trhliny - δc [11] CTOD - Crack Tip Opening Displacement Wells kritické napětí Obr. 17 Schéma určení δc. [8] Obr. 18 Křivka pro určení CTOD .

Obr. 19 Způsob zatěžování při měření JI. Křivkový J integrál [11] energetická bilance na čele trhliny Iniciace lomu – kritická hodnota JIC J. Rice Obr. 19 Způsob zatěžování při měření JI.

Použitá literatura [1] Macek, K. a kol.: Nauka o materiálu, vydavateství ČVUT,Praha, 2004. [2] http://www.cws-anb.cz/t.py?t=2&i=250 [13-10-10] [3] Pluhař, J. a kol.: Fyzikální metalurgie a mezní stavy materiálu, Praha, 1987. [4] http://student.chytrak.cz/unava/11 krehky_lom.pdf [13-10-10] [5] http://www.open2.net/forensicengineering/modern_methods.html [13-10-10] [6] http://student.chytrak.cz/unava/11 krehky_lom.pdf [13-10-10] [7 ]http://www.ltmetal.net/teoria/vznik-lomu/ [13-10-10] [8] Skočovský, P. a kol.: Náuka o materiáli pre odbory strojnické, Žilina, 2006. [13-10-10] [9] http://www.matnet.sav.sk/index.php?ID=530 [13-10-10] [10] http://www.ipm.cz/group/fracture/vyuka/doc/P09.ppt. [13-10-10] [11]Janovec, J., Macek, K., Zuna, P.: Fyzikální metalurgie, vydavatelství ČVUT, Praha, 2008.

Děkuji za pozornost.