LABOLATORIUM MECHANIKI DOŚWIADCZALNEJ
Badanie odporności na pękanie. Wyznaczanie całki JIC
PAŁKA ROBERT gr.21M	1997.04.24	ĆWICZENIE 6

1. Cel ćwiczenia:

Całka J jest niezależna od konturu całkowania, co jest jej jedną z najważniejszych cech. Może być stosowana do scharakteryzowania pękania materiałów odkształcających się w zakresie sprężystości liniowej oraz w zakresie odkształceń nieliniowych.

Całka J jest równoważna współczynnikowi uwalniania energii dla ciał nieliniowych. Całka J jest różnicą energii potencjalnej pomiędzy dwoma identycznie obciążonymi ciałami, posiadającymi szczeliny różniące się długością o infinitezymalną wartość da, czyli:

gdzie:

U - energia potencjalna

W celu kompletnego poznania zagadnienia rozprzestrzeniania się pęknięcia w materiałach plastycznych konieczne jest określenie rozkładu naprężeń i odkształceń w otoczeniu wierzchołka pęknięcia.

Schemat blokowy:

2. Przebieg ćwiczenia:

Wymiary i własności materiału użytego w doświadczeniu:

1. B = 15 mm

2. W = 30mm

3. L = 120 mm

4. a = 10,5 mm

5. da = 11 mm

6. 01 = 7,9 mm

7. 02 = 1 mm

8. E = 215000 MPa

9. υ = 0,33

10. V₀ = 250 V

11. R_m = 1400 MPa

12. R_e = 1200 MPa

gdzie:

B - grubość

W - szerokość

L - 4W

a - dł. początkowa

da - całkowity przyrost dł. szczeliny

01 - odległość do krawędzi próbki

02 - gr. płytki przyklejonej na próbce

E - moduł Younga

υ - stała

Otrzymane wartości całki J [N/mm]

J_IC = 440,31 (1)

J_IC = 485,835 (1)

J_IC = 460,918 (2)

J_IC = 481,832 (2)

(1) - Wartość otrzymana metodą potencjału.

(2) - Wartość otrzymana metodą podatności.

3. Wnioski.

Celem procedury wyznaczania całki J_IC jest określenie wartości całki J przy inicjacji pęknięcia. Metoda ta obejmuje trójpunktowe zginanie lub rozciąganie próbek z pęknięciami i wyznaczenie całki J jako funkcji przyrostu długości pęknięcia.

Całka J zajmuje bardzo ważne miejsce w mechanice pękania, gdyż dzięki niej stało się możliwe rozszerzenie klasy zagadnień na ciała nieliniowe. Stosując całkę J nie wolno jednak zapominać o szeregu ważnych ograniczeń, jakie zostały wprowadzone przy jej wyprowadzeniu.

wzmacniacz

PC

A/C

μV

czujnik

przemieszczenia

---