ÿþW Y T R Z Y M A AO Z M A T E R I A AÓ W I I
O P R A C O W A N I E Z A G A D N I E C
Z I P 2 0 1 1
1 . P o d a k r y t e r i a s t o s o w a n e w t r a d y c y j n y m p o d e j [c i u d o w y t r z y m a Bo [c i m a t e r i a Bó w .
K r y t e r i u m u s z k o d z e D w s k u t e k o d k s z t a Bc e n i a p l a s t y c z n e g o : l u b :
- w y r a zn a g r . p l a s t y c z n o [c i
- u m o w n a g r . p l a s t y c z n o [c i
K r y t e r i u m m a k s y m a l n e g o
n a p r |e n i a s t y c z n e g o ( h i p o t e z a T r e s c i G u e s t a ) U s z k o d z e n i e n i e w y s t p i
j e |e l i m a x . n a p r |e n i a t n c e n i e o s i g n i e w a r t o [c i g r . P l a s t y c z n o [c i p r z y
j e d n o o s i o w y m r o z c i g a n i u .
K r y t e r i u m m a k s y m a l n e j e n e r g i i o d k s z t a Bc e n i a p o s t a c i o w e g o ( h i p o t e z a
M i s e s - H u b e r - H e n c k y - M a x w e l l a ) u s z k o d z e n i e n i e w y s t p i j e |e l i e n e r g i a
o d k s z t a Bc e n i a p o s t a c i o w e g o n i e o s i g n i e w a r t o [c i r ó w n e j e n e r g i i
o d k s z t a Bc e n i a p o s t a c i o w e g o p o t r z e b n e j d o u p l a s t y c z n i e n i a / u s z k o d z e n i a p r z y
j e d n o o s i o w y m r o z c i g a n i u .
( ) ( ) ( )
D l a àð
K r y t e r i u m u s z k o d z e n i a w s k u t e k p k a n i a k r u c h e g o :
K r y t e r i u m m a x . n a p r |e n i a n o r m a l n e g o ( k r y t e r i u m C o u l o m b a )
z n i s z c z e n i e z a c h o d z i g d y m a x . N a p r |e n i e g Bó w n e o s i g a w y t r z y m a Bo [
g r a n i c z n m a t e r i a Bu d l a r o z c i g a n i a p r o s t e g o ( p r z y j m u j e s i |e w y t r z y m a Bo [ g r a n i c z n a m a t e r i a Bu p r z y
r o z c i g a n i u i [c i s k a n i u j e s t t a k a s a m a ) .
( (
K r y t e r i u m M o h r a
2 . O k r e [l i r ó |n i c p o m i d z y w s p ó Bc z y n n i k i e m k o n c e n t r a c j i n a p r |e D i w s p ó Bc z y n n i k i e m
i n t e n s y w n o [c i n a p r |e D.
W s p ó Bc z y n n i k k o n c e n t r a c j i n a p r |e n i a ( ) t o s t o s u n e k w y t w o r z o n e g o n a d n i e k a r b u n a p r |e n i a
d o n a p r |e n i a n o r m a l n e g o . ; - n i e z a l e |y o d r o d z a j u m a t e r i a Bu j e s t f u n k c j
1
k o n f i g u r a c j i g e o m e t r y c z n e j d e f e k t u i o b c i |e n i a z e w n t r z n e g o ) ; - s t o s o w a n y p r z y o c e n i e s p i t r z e n i a
n a p r |e D w o k ó B k o n c e n t r a t o r ó w o s k o Dc z o n y m p r o m i e n i u k r z y w i z n y ( n p . o t w o r ó w l u b k a r b ó w * ) w
p r z y p a d k u o t w o r ó w k o Bo w y c h m a x . w a r t o [ W S P . ; - * j e |e l i r o z p a t r u j e s i s z c z e l i n w p o s t a c i
o t w o r u e l i p t y c z n e g o o d u |e j o s i 2 a i m a Be j o s i b t o w s p ó Bc z y n n i k k o n c e n t r a c j i n a p r |e D w y n o s i :
, g d z i e - p r o m i e D k r z y w i z n y n a k o Dc a c h e l i p s y . D l a s z c z e l i n
m a t e m a t y c z n y c h w k t ó r y c h p o j c i e t o t r a c i s e n s b o - > .
W s p ó Bc z y n n i k i n t e n s y w n o [c i n a p r |e n i a K t o g r a n i c a d o k t ó r e j z m i e r z a i l o c z y n n a p r |e n i a
n o r m a l n e g o d o p o w i e r z c h n i p k n i c i a i p i e r w i a s t k a k w a d r a t o w e g o z o d l e g Bo [c i m i e r z o n e j o d f r o n t u
s z c z e l i n y p o m n o |o n e j p r z e z c z y n n i k l i m ( ) ( ) ; - n i e z a l e |y o d r o d z a j u m a t e r i a Bu
j e s t f u n k c j k o n f i g u r a c j i g e o m e t r y c z n e j d e f e k t u i o b c i |e n i a z e w n t r z n e g o ) ; - j e s t m i a r n a p r |e D w o k ó B
w i e r z c h o Bk a s z c z e l i n y ( p o p r z e z s z c z e l i n n a l e |y r o z u m i e p r z y p a d e k g r a n i c y k a r b u k t ó r e g o p r o m i e D
k r z y w i z n y z m i e r z a d o z e r a ) ; - p o s i a d a w a r t o [c i k r y t y c z n e : - d l a p Ba s k i e g o s t a n u n a p r |e D -
d l a p Ba s k i e g o s t a n u o d k s z t a Bc e n i a ( A b y j e w y z n a c z y n a l e |y d o [w i a d c z a l n i e w y z n a c z y s i B ( l u b
n a p r |e n i e ) o r a z r o z m i a r s z c z e l i n y w m o m e n c i e z a p o c z t k o w a n i a j e j p r o p a g a c j i )
3 . P o k a z a n a m a p i e m e c h a n i z m ó w p k a n i a o b s z a r z a s t o s o w a n i a m e c h a n i k i p k a n i a .
M e c h a n i k a p k a n i a z a j m u j e s i o b s z a r e m p k a n i a k r u c h e g o t y p u .
. ( d o t y c z y 1 . W y k r e s u )
P k a n i e k r u c h e t y p u z a c h o d z i p r z y n a p r |e n i a c h n i |s z y c h n i | g r a n i c a p l a s t y c z n o [c i .
P k a n i e k r u c h e t y p u w y s t p u j e p o w y |e j m i k r o s k o p i j n e j g r a n i c y p l a s t y c z n o [c i a l e p o n i |e j
m a k r o s k o p o w e j R e .
P k a n i e k r u c h e t y p u w s t p u j e p o w y |e j m a k r o s k o p o w e j R e a l e p o n i |e j R m .
2
4 . N a c z y m p o l e g a p k a n i e k r u c h e k o n t r o l o w a n e z a r o d k o w a n i e m p k n i ?
P k a n i e k r u c h e k o n t r o l o w a n e z a r o d k o w a n i e m p k n i t y p 2 a m i e j s c a p k n i c i a g r a n i c y
w y t r z y m a Bo [c i g r a n i c p l a s t y c z n o [c i b e z g l o b a l n e g o u p l a s t y c z n i e n i a ; d o p k n i c i a w y s t a r c z y p o j a w i e n i e
s i z a r o d k ó w p k a n i a : m a t e r i a B w o l n y o d w a d n i e m a |a d n y c h p k n i ; p k n i c i e p o w s t a j e p o d c z a s
o b c i |a n i a p o w y |e j g r a n i c y s p r |y s t o [c i ; d o c h o d z i d o p o [l i z g u w s y s t e m a c h Ba t w e g o p o [l i z g u p o n i |e j
m a k r o s k o p o w e j g r a n i c y p l a s t y c z n o [c i ; p o p r z e k r o c z e n i u g r a n i c y p l a s t y c z n o [c i g d y p o j a w i a j s i
z a r o d k i p k n i c i a m a t e r i a B p k a n a t y c h m i a s t . Z a r o d k o w a n i e p k n i w y s t p u j e n a j c z [c i e j n a
p o w i e r z c h n i m a t e r i a Bu l u b w w a r s t w i e p r z y p o w i e r z c h n i o w e j . M i k r o p k n i c i a p o w s t a j n a o g o B w
o s Ba b i o n y c h o b s z a r a c h p o w i e r z c h n i g d z i e p o d w p By w e m w z a j e m n e g o d z i a Ba n i a z e w n t r z n y c h i
w e w n t r z n y c h n a p r |e D n a s t p u j e l o k a l n e o d k s z t a Bc e n i e p l a s t y c z n e . Z a r o d k u j o n e w z d Bu | p Ba s z c z y z n w
k t ó r y c h w y s t p u j m a x n a p r |e n i a s t y c z n e t z n p o d k a t e m 4 5 d o k i e r u n k u m a x n a p r |e n i a
r o z c i g a j c e g o . G Bó w n y m m i e j s c e m z a r o d k o w a n i a p k n i s t r w a Be p a s m a p o [l i z g u - p o n i |e j
m a k r o s k o p o w e j g r a n i c y p l a s t y c z n o [c i d o c h o d z i d o p o [l i z g u w s y s t e m a c h Ba t w e g o p o [l i z g u p o j e j
p r z e k r o c z e n i u p o j a w i a j s i z a r o d k i p k n i i m a t e r i a B p k a n a t y c h m i a s t o w o . R e < Ã< R m
5 . N a c z y m p o l e g a p k a n i e k r u c h e k o n t r o l o w a n e r o z w o j e m p k n i c i a ?
P k a n i e t y p u 3 a : m a t e r i a B n i e m a |a d n y c h p i e r w o t n y c h w a d ; p o w s t a j e p o p r z e k r o c z e n i u g r a n i c y
p l a s t y c z n o [c i ; t w o r z y s i p r z e w |e n i e ; p k n i c i a s i r o z w i j a j d o m o m e n t u d o j [c i a d o g r a n i c y
o d p o r n o [c i n a p k a n i e p o c z y m m a t e r i a B p k a . T w o r z y s i p r z e w |e n i e p k n i c i a r o z w i j a j s i d o
m o m e n t u d o j [c i a d o g r a n i c y o d p o r n o [c i n a p k a n i e p o c z y m m a t e r i a B p k a . R o z p r z e s t r z e n i a n i e p k n i c i a
k o n t r o l u j e p r o c e s p k a n i a i z a c h o d z i w 2 s t a d i a c h : 1 . - p o d k r y t y c z n y w z r o s t p k n i c i a - p k n i c i e
r o z p r z e s t r z e n i a s i w z g l d n i e p o w o l i p o d c z a s z w i k s z a n i a o b c i |e n i a ; 2 . - k r y t y c z n y w z r o s t p k n i c i a -
r o z p r z e s t r z e n i a n i e p k n i c i a s t a j e s i n i e k o n t r o l o w a n e i n i e w y m a g a z w i k s z a n i a o b c i |e n i a - s t a d i u m t o
k o Dc z y p r o c e s p k a n i a . R e < Ã< R m
3
6 . C z y m r ó |n i s i p k a n i e k r u c h e t y p u I I i I I I o d p k a n i a k r u c h e g o t y p u I .
P k a n i e k r u c h e t y p u I P k a n i e k r u c h e t y p u I I i I I I
j e s t o d p o w i e d z i n a r o z w ó j i s t n i e j c y c h w m a t e r i a l e z a j m u j s i m a t e r i a Ba m i w o l n y m i o d p k n i
p k n i p o w s t a By c h p r z e d j e g o o b c i |e n i e m n a e t a p i e
w y t w a r z a n i a i p r z e t w a r z a n i a g o
w y s t p u j e g r u b o p o w y |e j g r a n i c y p l a s t y c z n o [c i p k t I I w y s t p u j e p o n i |e j m a k r o s k o p o w e j g r a n i c y
p l a s t y c z n o [c i p k t I I I p o w y |e j
W i |e m y j e z m a t e r i a Ba m i o w y s o k i e j w y t r z y m a Bo [c i p k t I I i I I I p o p r z e d z o n e j e s t p r z e z o d k s z t a Bc e n i e
w i c p k n i c i a n i e p o p r z e d z i o d k s z t a Bc e n i e d z i k i k t ó r e m u m o |n a d o s t r z e c z a g r o |e n i e
p k n i c i e m o r a z m a m y c z a s n a i n t e r w e n c j i
u n i k n i c i e p k n i c i a .
J e s t n a j g r o zn i e j s z y m t y p e m p k a n i a k r u c h e g o g d y |
r o z w ó j p k n i c i a j e s t n i e s t a b i l n y . N a p r |e n i a o s i g a j
p e w i e n p o z i o m d Bu g o [ p k n i c i a p e w n w a r t o [ i
n a g l e t r a c i m y s t a b i l n o [ p k n i c i e o s i g a w a r t o [
k r y t y c z n i r u s z a w s p o s ó b k a t a s t r o f a l n y .
P k a n i e k r u c h e t y p u I w y s t p u j e z a w s z e w z a k r e s i e o d k s z t a Bc e D s p r |y s t y c h . K o n t r o l o w a n e j e s t p r z e z
w s t p n i e i s t n i e j c e p k n i c i a t z n . w a d y m a t e r i a Bu p o w s t a Be p r z y j e g o o d l e w a n i u c z y o b r ó b c e
m e c h a n i c z n e j . W y s t p u j z a w s z e p o n i |e j m a k r o p . R e . P r z y p k a n i u k r u c h y m t y p u I I i I I I m u s i d o j [ d o
o d k s z t a Bc e n i a p l a s t y c z n e g o a b y d o s z Bo d o p o w s t a n i a z a r o d k ó w p k a n i a .
7 . P o d a w z ó r n a k r y t y c z n e n a p r |e n i e p k a n i a p r z y p Ba s k i m s t a n i e o d k s z t a Bc e n i a .
K k r y t y c z n a w a r t o [ w s p ó Bc z y n n i k a i n t e n s y w n o [c i n a p r |e D d l a p Ba s k i e g o s t a n u o d k s z t a Bc e n i a
1 C
a k r y t y c z n a d Bu g o [ p k n i c i a
( )
Y w s p ó Bc z y n n i k p o p r a w k o w y u w z g l d n i a j c y k s z t a Bt i w y m i a r y p r ó b k i : f
4
8 . P o d a w z ó r n a k r y t y c z n d Bu g o [ p k n i c i a .
K
I c - k r y t y c z n a w a r t o [ w s p ó Bc z y n n i k a i n t e n s y w n o [c i n a p r |e D d l a P S O [ P r z e d m i o t o w y S y s t e m O c e n i a n i a ]
Ã
k r y t - k r y t y c z n e n a p r |e n i a p k a n i a d l a P S O
y - w s p ó Bc z y n n i k p o p r a w k o w y u w z g l d n i a j c y k s z t a Bt i w y m i a r y p r ó b k i f ( Q / W )
9 . N a r y s o w a w y k r e s w y t r z y m a Bo [c i s z c z t k o w e j .
5
1 0 . W y j a [n i j a k u s t a l a s i c z a s i n s p e k c j i w p r z y p a d k u r o z w o j u p k n i d Bu |s z y c h o d p k n i
m o |l i w y c h d o w y k r y c i a m e t o d a m i b a d a D n i e n i s z c z c y c h .
P r z y p a d e k : a > a
p d
a
c - d Bu g o [ k r y t y c z n a
a
p - d o p u s z c z a l n a d Bu g o [ p k n i c i a
a
d - n a j m n i e j m o |l i w a d o w y k r y c i a d Bu g o [ p k n i c i a
P k n i c i e m u s i z o s t a o d k r y t e i u s u n i t e b o n i b y b d z i e w o b s z a r z e s p o k o j u a l e b d z i e z m i e r z a d o
k a t a s t r o f y .
t u n i e w i d z i m y p k n i c i a d o p i e r o w p u n k c i e ( t , a )
1 d
6
W y k r e s : R o z w ó j p k n i :
Z a k Ba d a m y |e p r z y k a |d e j i n s p e k c j i u r z d z e n i a d i a g n o s t y c z n e w y k a z u j i s t n i e n i e p k n i i
i n f o r m u j o i c h w i e l k o [c i . W t e d y p o w y n i k a c h i n s p e k c j i u s t a l a m y c z a s d o k o l e j n e j t a k i a b y p r z y
o b c i |e n i a c h z j a k i m i p r a c u j e e l e m e n t ( n o m i n a l n e a l e r a c z e j n a b e z p i e c z e Ds t w a - m a x ) n i e d o s z Bo d o
r o z w o j u p k n i p o n a d w i e l k o [ k r y t y c z n ( p o w y |e j k t ó r e j d l a d a n y c h 1 o b s e r w u j e m y n i e s t a b i l n y r o z w ó j
p k n i ) . M o |n a n a z w a n a d z o r o w a n i e m z t o l e r a n c j u s z k o d z e D.
C z a s n a k o n t r o l d z i e l i m y n a p ó B i r o b i m y i n s p e k c j - w y k r y w a m y p k n i c i e - > u s u n j e t r z e b a - >
u s u n m e c h a n i c z n i e l u b w y m i e n i c z [ ( m o n i t o r i n g ) : p r z y w r a c a m y s t a n g d z i e n i e w i d z i m y p k n i c i a
l u b j e s t e [m y n a g r a n i c y ( a l e m a m y r e z e r w d Bu g o [c i m i d z y d o p u s z c z a l n a k r y t y c z n ) .
7
1 1 . W y j a [n i j a k u s t a l a s i c z a s i n s p e k c j i w p r z y p a d k u r o z w o j u p k n i k r ó t s z y c h o d p k n i
m o |l i w y c h d o w y k r y c i a m e t o d a m i b a d a D n i e n i s z c z c y c h .
a p < a d
M a m y k o n s t r u k c j - p k n i e n i e w i e m y k i e d y n i e m o |n a w y k r y p k n i c i a . K o n t r o l a r o z w o j u p k n i w
d r u g i m g r o zn y m p r z y p a d k u k i e d y a p < a d :
a p - d o p u s z c z a l n a d Bu g o [ p k n i c i a
a d - n a j m n i e j m o |l i w a d o w y k r y c i a d Bu g o [ p k n i c i a
H - c z a s i n s p e k c j i
T u z a c z y n a m o d w y k r e s u a ( t ) . W y b i e r a m s o b i e d Bu g o [ k o n t r o l n ( w y z n a c z o n w l a b o r a t o r i u m ) i o d t e g o
c z a s u m o n i t o r u j e s i p o w r ó t d o w y k r e s u n a n o s i m y d Bu g o [ k o n t r o l n ( a p r o o f ) i p a t r z y m y c z y j e s t
m n i e j s z a o d a p n a w y k r e s i e a ( s i g m a ) .
1 2 . N a r y s o w a m a p m e c h a n i z m ó w p k a n i a d l a m e t a l i o s i e c i A 1 .
1 - p k a n i e c i g l i w e
2 - p k a n i e p e Bz a n i o w e t r a n s k r y s t a l i c z n e
3 - r o z e r w a n i e c i g l i w e
4 - p k a n i e p e Bz a n i o w e m i d z y k r y s t a l i c z n e
8
1 3 . N a r y s o w a m a p m e c h a n i z m ó w p k a n i a d l a m e t a l i o s i e c i A 2 .
1 - p k a n i e Bu p l i w e I I i l u b k r u c h e m i d z y k r y s t a l i c z n e I I
2 - p k a n i e Bu p l i w e I I I i l u b k r u c h e m i d z y k r y s t a l i c z n e I I I
3 - p k a n i e c i g l i w e
4 - r o z e r w a n i e c i g l i w e
5 - p k a n i e Bu p l i w e I i l u b k r u c h e m i d z y k r y s t a l i c z n e I
6 - p k a n i e p e Bz a n i o w e t r a n s k r y s t a l i c z n e
7 - p k a n i e p e Bz a n i o w e m i d z y k r y s t a l i c z n e
1 4 . K i e d y s t o s u j e m y m e c h a n i k p k a n i a , a k i e d y t r a d y c y j n e k r y t e r i a w y t r z y m a Bo [c i o w e .
x ( n a w y k r e s i e ) - t o n a s w k l a s y c z n e j w y t r z y m a Bo [c i n i e i n t e r e s u j e
K l a s y c z n e k r y t e r i a w y t r z y m a Bo [c i o w e : k l a s y c z n a m e c h a n i k a z a l e c a s i g m a < ; p r z e k r o c z y s z g r a n i c
p l a s t y c z n o [c i - k o n s t r u k c j a d o z n a o d k s z t a Bc e D t r w a By c h i t o j e s t z Be - p r o j e k t u j w z a k r e s i e o d k s z t a Bc e D
s p r |y s t y c h w p r o w a d z w s p ó Bc z y n n i k b e z p i e c z e Ds t w a z a p y t a j j a k i e m a k s y m a l n e o b c i |e n i e l u b s i g m a
m o |e b y . P k a n i e k r u c h e i m i e [c i s i w k l a s y c e b o p u n k t e m k r y t y c z n y m j e s t R e a w p k a n i u
k r u c h y m w a |n e j e s t ( w r a z z r o z w o j e m p k n i c i a )
( r e s z t a n a k o l e j n e j s t r o n i e & )
9
M e c h a n i k a p k a n i a : K r y t y c z n a w a r t o [ i n t e n s y w n o [c i n a p r |e D g d z i e p r z e c h o d z i p k n i c i e w s t a n
n i e s t a b i l n y . S t o s o w a n a d o m a t e r i a Bó w w y s o k o w y t r z y m a By c h ; s t o s u j e s i r ó w n i e | w p r z y p a d k u
k o n s t r u k c j i n a r a |o n y c h n a d z i a Ba n i e n i s k i c h b d z w y s o k i c h t e m p e r a t u r ( t u r b i n y k o t By p a r o w e ) - w
p o d w y |s z o n e t e m p e r a t u r z e w a r t o [ g r a n i c y p l a s t y c z n o [c i z a l e |y o d p r d k o [c i o d k s z t a Bc e n i a
M a t e r i a By w y s o k o w y t r z y m a Bo [c i o w e : n i e m o |n a u z n a |e s b e z p i e c z n e w t y m z a k r e s i e b o j e s t
w r a |l i w y n a p k n i c i e . T r z e b a w i c m o n i t o r o w a . N a w y k r e s i e j e s t p r z e d s t a w i o n y n i e s t a b i l n y w z r o s t
p k n i w e d Bu g l i n i o w e j m e c h a n i k i p k a n i a .
1 5 . K i e d y s t o s u j e m y l i n i o w , a k i e d y n i e l i n i o w m e c h a n i k p k a n i a .
N i e l i n i o w a m e c h a n i k a p k a n i a ( N M P ) z a j m u j e s i m a t e r i a Ba m i p l a s t y c z n y m i l u b b a r d z o p l a s t y c z n y m i ,
m a j o n e t w Ba [c i w o [ |e z a n i m p k n i e t o w c a By m p r z e k r o j u s i e u p l a s t y c z n i i d o p i e r o p o t e m z o s t a n i e
p r z e k r o c z o n a m a k r o s k o p o w a g r a n i c a p l a s t y c z n o [c i ; d o t y c z y p r z y p a d k ó w w k t ó r y c h o d k s z t a Bc e n i a
p l a s t y c z n e p o p r z e d z a j c e r o z w ó j p k n i c i a p r z e k r a c z a j w i e l k o [ o k r e [l o n w a r u n k a m i l i n i o w o -
s p r |y s t e j m e c h a n i k i p k a n i a .
L i n i o w a m e c h a n i k a p k a n i a ( L M P ) - k o r z y s t a m y z n i e j w ó w c z a s k i e d y u p l a s t y c z n i e n i e z a c h o d z i t y l k o w
w i e r z c h o Bk u p k n i c i a ; r o z p a t r u j e p r z y p a d k i w k t ó r y c h p r o p a g a c j a p k n i c i a o d b y w a s i p r z y b a r d z o
m a By m o d k s z t a Bc e n i u p l a s t y c z n y m w o b s z a r z e w i e r z c h o Bk a s z c z e l i n y .
1 0
1 6 . O p i s a p r o c e d u r d o [w i a d c z a l n e g o w y z n a c z a n i a o d p o r n o [c i n a p k a n i e p r z y p Ba s k i m s t a n i e
o d k s z t a Bc e n i a .
P o m i a r w a r t o [c i K w w a r u n k a c h l a b o r a t o r y j n y c h p r z e p r o w a d z a s i n a p o d s t a w i e o d p o w i e d n i e j n o r m y
1 C
k t ó r a p r z e w i d u j e p o m i a r o d p o r n o [c i n a p k a n i e z a p o m o c p r ó b e k z g i n a n y c h t r ó j p u n k t o w o l u b
r o z c i g a n i a p r ó b e k z w a r t y c h w p o s t a c i p By t y z j e d n o s t r o n n y m k a r b e m i i n i c j a c y j n s z c z e l i n
z m c z e n i o w . W y m i a r y p r ó b k i d o b i e r a s i d o w o l n i e z z a c h o w a n i e m p o d a n y c h n a r y s u n k u z a l e |n o [c i
w y m i a r o w y c h . N a j b a r d z i e j i s t o t n y m w y m i a r e m j e s t t z w . c z y n n a s z e r o k o [ p r ó b k i W k t ó r a p o w i n n a b y
r ó w n a p o d w ó j n e j g r u b o [c i B . P r z y d o b o r z e g r u b o [c i p r ó b k i k o r z y s t a s i z t a b e l i o k r e [l a j c e j p r z y b l i |o n
w a r t o [ B w z a l e |n o [c i o d
N o r m a p o d a j e t o l e r a n c j e p o s z c z e g ó l n y c h w y m i a r ó w i c h r o p o w a t o [c i o r a z z a l e |n o [c i m i d z y
p o w i e r z c h n i a m i .
P r z e p r o w a d z a s i r o z r y w a n i e p r ó b k i n a m a s z y n i e w y t r z y m a Bo [c i o w e j z a p o m o c u c h w y t ó w z e
s w o r z n i a m i u m i e s z c z o n y m i w o t w o r a c h p r ó b k i . D o k o n u j e s i p r z y t y m r e j e s t r a c j i s i By o b c i |a j c e j P w
f u n k c j i r o z w a r c i a s z c z e l i n y V z a p o m o c t e n s o m e t r y c z n e g o c z u j n i k a p r z e m i e s z c z e D w p i t e g o w
k r a w d z i e s z c z e l i n y . U z y s k a n y w y k r e s s i By w f u n k c j i r o z w a r c i a s z c z e l i n y m o |e o d p o w i a d a j e d n e m u z
t r z e c h t y p ó w w y k r e s ó w .
s i Ba r o [n i e l i n i o w o . P k a n a d w i e c z [c i .
Z t e j z a l e |n o [c i w y z n a c z a m y w a r t o [ K ( z a s t p c z a w a r t o [c w s p ó Bc z y n n i k a i n t e n s y w n o [c i
Q
n a p r |e n i a j e |e l i
P m a x / P t o : K = ( P / B W 1 / 2 ) f ( a / W ) , ( a / W ) èðw s p ó Bc z y n n i k k o r e k c y j n y
Q Q Q
a - d Bu g o [ p k n i c i a
B - g r u b o [ p r ó b k i
W - s z e r o k o [ p r ó b k i .
W a r t o [ K o d p o w i a d a w a r t o [c i K j e |e l i s s p e Bn i o n e n a s t p u j c e n i e r ó w n o [c i : a > 2 , 5 ( K / R e ) 2
I C Q Q
B > = 2 , 5 ( K / R e ) 2 . N i e s p e Bn i e n i e p o w y |s z y c h w a r u n k ó w w y m a g a p o w t ó r z e n i a b a d a D n a
Q
p r ó b k a c h o w i k s z e j g r u b o [c i .
1 1
1 7 . P o d a k r y t e r i a , j a k i e m u s z b y s p e Bn i o n e , a b y m o |l i w e b y Bo u z n a n i e K Q z a K I C .
W a r t o [ K n a l e |y w y z n a c z y n a p o d s t a w i e z a l e |n o [c i P f ( V ) g d y
Q
P / P < = 1 , 1 t o
m a x Q
K = ( P / ( B W ) 1 / 2 ) + ( a / W )
Q o
W a r t o [ K o d p o w i a d a w a r t o [c i K j e |e l i s s p e Bn i o n e n i e r ó w n o [c i :
I C Q
a > = 2 , 5 ( K / R e ) 2
Q
B > = 2 , 5 ( K / R e ) 2
Q
a - d Bu g o [ p k n i c i a
B - g r u b o [ p r ó b k i
W - s z e r o k o [ p r ó b k i
K
Q - z a s t e p c z a w a r t o [ w s p ó Bc z y n n i k a i n t e n s y w n o [c i n a p r |e n i a
N i e s p e Bn i e n i e p o w y |s z y c h w a r u n k ó w w y m a g a p o w t ó r z e n i a b a d a D n a p r ó b k a c h o w i k s z e j
g r u b o [c i .
1 8 . O k r e [l i r e l a c j e p o m i d z y d Bu g o [c i p k n i c i a i p r o m i e n i e m s t r e f y u p l a s t y c z n i e n i a d l a l i n i o w e j
i n i e l i n i o w e j m e c h a n i k i p k a n i a .
W p r z y p a d k u l i n i o w e j m e c h a n i k i p k a n i a ( Ã < < R ) r o z w o j o w i p k n i c i a t o w a r z y s z y
p k 0 , 2
u p l a s t y c z n i e n i e w i e r z c h o Bk a o w y m i a r a c h t a k i c h |e p r o m i e D j e s t z n a c z n i e m n i e j s z y o d d Bu g o [c i p k n i c i a
r < < 2 a w y s t p u j e w m a t e r i a Ba c h w y s o k o w y t r z y m a By c h p k n i c i a m o g s i r o z w i j a p o n i |e j g r a n i c y
0
p l a s t y c z n o [c i d o c h o d z i d o u s z k o d z e n i a i n a s t p u j e n a g By r o z w ó j p k n i c i a , n a t o m i a s t w n i e l i n i o w e j
m e c h a n i c e p k a n i a ( Ã > R ) p r o m i e D j e s t p o r ó w n y w a l n y z d Bu g o [c i p k n i c i a r ~ 2 a p o o s i g n i c i u
p k 0 , 2 0
p e w n e j w a r t o [c i n a s t p u j e r o z w ó j p k n i c i a l e c z b d z i e r o z w i j a B s i s t a b i l n i e p o p r z e k r o c z e n i u d w ó c h
l i n i i r o z w i j a s i n i e s t a b i l n i e .
1 2
N M P çð èðL M P
1 9 . W y j a [n i m e c h a n i z m p k a n i a p o [l i z g o w e g o .
P k a n i e p o [l i z g o w e d e f e k t o b j t o [c i o w y p o w s t a j e w w y n i k u [c i n a n i a n i e k r y s t a l o g r a f i c z n e g o i o b r o t u .
P o l e g a n a r o z w i e r a n i u m a t e r i a Bu w z d Bu | m e z o s k o p o w y c h p a s m [c i n a n i a n a s k u t e k p o [l i z g u s t r u k t u r
d y s l o k a c y j n y c h ( k t ó r e d o z n a By d e z o r i e n t a c j i o d s t o p n i - 4 s t o p n i ) . n a r y s u n k u : P k a n i e w z d Bu | p a s m
[c i n a n i a . . P k a n i e w z d Bu | p i e r w o t n y c h z d e f e k t o w a n y c h g r a n i c z i a r e n . P k a n i e p o [l i z g o w e z a l e |y o d
e n e r g i i b Bd u u Bo |e n i a . J e s t t o p k a n i e c i g l i w e k t ó r e p o w s t a j e w w y n i k u d z i a Ba n i a n a p r |e D s t y c z n y c h .
P k a n i e [c i n a n e g o m a t e r i a Bu p o l e g a n a r o z e r w a n i u m a t e r i a Bu w z d Bu | m e z o s k o p o w y c h p a s m [c i n a n i a .
P k a n i e t o m o |e s i r o z w i j a p o c z t k o w o w z d Bu | p a s m a [c i n a n i a p o l e g a n a u t r a c i e s p ó j n o [c i
p o s z c z e g ó l n y c h w a r s t w m a t e r i a Bu W d r u g i m p r z y p a d k u p k a n i e m o |e r o z w i j a s i w z d Bu |
z d e f e k t o w a n y c h g r a n i c z i a r e n .
2 0 . O k r e [l i z a s a d y s t e r o w a n i a p k a n i e m p o [l i z g o w y m .
S p r o w a d z a s i d o :
- Z m i a n y k i e r u n k u p a s m [c i n a n i a p o p r z e z :
* j e d n o o s i o w e [c i s k a n i e ( n i e e l i m i n u j e p k a n i a p o [l i z g o w e g o p o d c z a s
[c i n a n i a )
* t r ó j o s i o w y s t a n n a p r |e D ( m o |e w y e l i m i n o w a p k a n i e p o [l i z g o w e )
* n a p r |e n i a r o z c i g a j c e p r z y s p i e s z a j p k a n i e i p o z o s t a j p o w i e r z c h n i e
p k n i c i a ( c i e c i e b e z o d p a d o w e )
- p r z e b u d o w y p o d s t r u k t u r y w o b r b i e p a s m [c i n a n i a
* r e k r y s t a l i z a c j a d y n a m i c z n a ( b a r d z o g Ba d k a p o w i e r z c h n i a p k n i c i a )
- z m i a n y w s p ó Bc z y n n i k a u m o c n i e n i a m a t e r i a Bu
* p i e r w i a s t k i s t o p o w e
* n a g n i a t a n i e p o w i e r z c h n i
* o b n i |e n i e t e m p . m a t e r i a Bu
- z m i a n y e n e r g i i b Bd u u Bo |e n i a
* m a Ba w i ó r e l e m e n t o w y
* p o [r e d n i a s e g m e n t o w y
* d u |a c i g By
P k a n i u p o [l i z g o w e m u p r z e c i w d z i a Ba c e m e n t y t k u l i s t y n a g r a n i c y z i a r e n
1 3
2 1 . P o d a p r z y k Ba d y z a s t o s o w a D m e z o m e c h a n i k i w m o d e l o w a n i u p r o c e s ó w m e c h a n i c z n e j o b r ó b k i
m a t e r i a Bó w .
M e z o m e c h a n i k a m a s w o j e z a s t o s o w a n i e w m o d e l o w a n i u p r o c e s o w : o b r o b k i s k r a w a n i e m , w y k r a w a n i a ,
t o c z e n i a , p r z e c i n a n i a , o k r a w a n i a o b r o b k i [c i e r n e j i w y g Ba d z a n i a . I s t o t m e z o m e c h a n i k i j e s t t o i | b i e r z e
o n a p o d u w a g s y n e r g i z m z j a w i s k z a c h o d z c y c h n a r o |n y c h p o z i o m a c h s k a l i , t o j e s t : - m i k r o , - m e z o i -
m a k r o . U w z g l d n i a o n a t r o j w y m i a r o w y r o d z a j d e f e k t o w s t r u k t u r y . D e f e k t y t e p o r u s z a j s i n i e t y l k o
w s k u t e k [c i n a n i a a l e t e | w s k u t e k o b r o t u . S a m o [c i n a n i e j e s t p r z y t y m [c i n a n i e m n i e k r y s t a l o g r a f i c z n y m .
M e z o s k o p o w o - m a k r o s k o p o w y m o d e l m e c h a n i z m u p k a n i a p o [l i z g o w e g o t Bu m a c z y s y n e r g i z m
n a s t p u j c y c h p o s o b i e m e c h a n i z m o w l o k a l i z a c j i o d k s z t a Bc e D i p k a n i a m a t e r i a Bo w . W y k a z a n o i | u
p o d s t a w o b u t y c h m e c h a n i z m o w l e |y t o s a m o z j a w i s k o t o j e s t l o k a l i z a c j a o d k s z t a Bc e D w i z o t e r m i c z n y c h ,
m e z o s k o p o w y c h p a s m a c h [c i n a n i a . O p r a c o w a n y m o d e l g e n e r u j e z a r o w n o k r y t e r i a s t e r o w a n i a l o k a l i z a c j
o d k s z t a Bc e D j a k i p r z e b i e g i e m p k a n i a . D z i k i t e m u s t w a r z a o n n o w e m o |l i w o [c i w z a k r e s i e z a p o b i e g a n i a
i l u b w y k o r z y s t y w a n i a p k a n i a p o [l i z g o w e g o d o c e l o w t e c h n i c z n y c h . M e t o d y b a d a n i a w a r t o [c i i r o z k Ba d u
o d k s z t a Bc e D w s t r e f i e [c i n a n i a o r a z e l e k t r o n o m i k r o s k o p o w e m e t o d y b a d a n i a i s t e r o w a n i a w Ba s n o [c i a m i
m e z o s t r u k t u r w p By w n a k s z t a Bt w i o r a w p By w n a k s z t a Bt p o w i e r z c h n i p k a n i a : . [c i n a n i e k l a s y c z n e
d u |e p r z e m i e s z c z e n i e n a g r a n i c a c h z i a r e n - w k l s Bo - w y p u k Ba p o w i e r z c h n i a p k a n i a . [c i n a n i e z
r o z c i g a n i e m b r a k p r z e m i e s z c z e D p o g r a n i c a c h z i a r e n p Ba s k a p o w i e r z c h n i a p k a n i a . [c i n a n i e z
r e k r y s t a l i z a c j d y n a m i c z n z a n i k c z u Bo [c i p a s m [c i n a n i a n a r o z c i g a n i e 4 . [c i n a n i e z e [c i s k a n i e m
z m i a n a o r i e n t a c j i p a s m [c i n a n i a w i e l o k r o t n e p k a n i e
1 2 . Z b i o r n i k p o d c i [n i e n i e m . P o d a i p r z e d s t a w i g r a f i c z n i e w a r u n k i u p l a s t y c z n i e n i a p r z e d
p k a n i e m .
K r y t e r i u m u p l a s t y c z n i e n i a p r z e d p k n i c i e m :
Àa < = C 2 * ( K / Ã ) 2
c F C f
M = K / Ã àðw s k a zn i k m a t e r i a Bo w y
2 I C f
Zc i a n k i b e z p i e c z n e g o z b i o r n i k a n i s k o c i [n i e n i o w e g o p o w i n n y o d k s z t a Bc a s i p l a s t y c z n i e p r z e d j e g o
p k n i c i e m
K i e d y z o b a c z y m y w y b r z u s z e n i e j e s t t o s y g n a B |e z b i o r n i k o d k s z t a Bc i s i p l a s t y c z n i e a l e p k n i e d u |o
p ó zn i e j .
7 . Z b i o r n i k p o d c i [n i e n i e m . P o d a i p r z e d s t a w i g r a f i c z n i e w a r u n k i w y c i e k u p r z e d p k a n i e m .
K r y t e r i u m w y c i e k u p r z e d p k a n i e m : ( n i e b d z i e p r z e k r o c z o n a g r a n i c a p l a s t y c z n o [c i ) b i o r n i k t a k i |e
à m n i e j s z a o d R i d l a t e g o à k r y t y c z n a d Bu g o [ p k n i c i a w y n o s i a .
e k s p o a t a c j i 0 , 2 e k s p l o a t a c j i k r y t
& . . r e s z t a n a k o l e j n e j s t r o n i e
1 4
1 ) T u p e k n i c i e p r z e j d z i e p r z e z [c i a n k
2 ) G r u b o [c [c i a n k i z b i o r n i k a p o w i n n a b y m n i e j s z a n i | a , w t e d y d r o b n y w y c i e k z e z b i o r n i k a .
k r y t
P k n i c i e p r z e c h o d z i p r z e z g r u b o [ a l e z b i o r n i k n i e u l e g a d e s t r u k c j i s p a d a c i [n i e n i e w n i m .
D a j e s y g n a B b e z m o n i t o r i n g u . W i e m y g d z i e l o k a l n i e z m n i e j s z y Bo s i c i [n i e n i e b o t a m d o s z Bo d o
r o z s z c z e l n i e n i a i n a s t p i B w y c i e k . Z t e g o k r y t e r i u m m o |n a r o b i r u r y k t ó r e b d s p o c z y w a n a d n i e m ó r z
i o c e a n ó w .
T y m w i k s z e j e s t p - c i [n i e n i e i m w i k s z y b d z i e s t o s u n e k ( K / Ã ) i j e s t t o n o w y w s k a zn i k m a t e r i a Bo w y
F C 2 f
à ( C K ) ( Àt ) 1 / 2
I C
t > p R Ãf
p < = ( 4 C 2 ÀR ) * ( K Ã )
F C 2 f
M = K Ã
3 I C 2 f
Z b i o r n i k w y s o k o c i [n i e n i o w y p o w i n i e n n a t o m i a s t p r z e c i e k a z a n i m n a s t p i j e g o p k n i c i e .
1 3 . P o k a z a n a m a p i e m e c h a n i z m ó w p k a n i a o b s z a r z a s t o s o w a n i a p k a n i a p o [l i z g o w e g o .
Z t e g o c o p r z e c z y t a Ba m w t y c h n o t a t k a c h i z r o z u m i a Ba m |e t o p k a n i e p o [l i z g o w e c h a r a k t e r y z u j
p o w s t a l e p a s m a [c i n a n i a c z y l i t a k j a k d l a c i g Be g o . I d l a t e g o d a j e t e n w y k r e s a l e r e k i u c i n i e
d a m ; (
1 5 . P o d a p r z y k Ba d y z a s t o s o w a D m o d e l u m e c h a n i z m u p k a n i a p o [l i z g o w e g o w z d Bu | p a s m
[c i n a n i a .
N i e m o g Ba m t e g o z n a l e |
1 5