LABORATORIUM Z MECHANIKI DOSWIADCZALNEJ
CWICZENIE: 6	Temat : Wyznaczenie calki JIC.		Data: 24. 4 .1997
Wykonal: IGNACAK TOMASZ gr 21		Ocena:

1. Cel ćwiczenia:

W celu kompletnego poznania zagadnienia rozprzestrzeniania się pęknięcia w materiałach plastycznych konieczne jest określenie rozkładu naprężeń i odkształceń w otoczeniu wierzchołka pęknięcia. Wśród szeregu metod proponowanych dla oceny stanów sprężysto-plastycznych w elementach ze szczeliną, wybraliśmy metodę opartą na kryterium całki J. Całka J w zastosowaniu do teorii szczelin została wprowadzona na podstawie energetycznej analizy procesu pękania. Całka J może być zapisana następująco:

gdzie:

W-gęstość energii odkształcenia dana wzorem:

gdzie:

σ_ij - składowe stanu naprężenia,

ε_ij - składowe stanu odkształcenia,

i,j = 1,2,3,

c-kontur całkowania,

T_i - wektor obciążenia działający wzdłuż konturu c,

u_i - wektor przemieszczenia,

ds - element długości wzdłuż konturu c.

2. Przebieg ćwiczenia:

Wyniki pomiarów, obliczeń, wykresy.

Materiał próbki: 40HMNA
Rodzaj obróbki cieplnej :
Kształt próbki: prostokątna, trójpunktowo zginana, nr 72
L.p.	Własności wytrzymałościowe		Geometria próbki			Rozstaw elektrod	JIC
	Re [MPa]	Rm [MPa]	ao [mm]	B [mm]	W [mm]	y [mm]	[N/mm]
1	1265	1387	6.8	15	30	25	375

Wartości przyrostu długości szczeliny Δa wyznaczono dla metody zmiany potencjału z zależności:

gdzie:

Δa_T - całkowity przyrost długości pęknięcia;

Δϕ_T - spadek potencjału odpowiadający całkowitemu przyrostowi długości pęknięcia;

Wartości całki J wyznaczono z zależności:

gdzie:

A - pole powierzchni pod krzywą P(u) dla kolejnego u;

B - grubość próbki;

b = W - a₀

f - współczynnik numeryczny zależny od geometrii próbki:

Linię tępienia wyznaczono z zależności:

gdzie:

σ_Y - umowna granica plastyczności;

Wartości całki J wyznaczono na podstawie wykresu:

Zależność J od da.

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.

.

---