Zkoušky založené na principu

Zkoušky založené na principu
šíření defektů
Zkoušky lomové houževnatosti
 Houževnatost materiálu udává jeho odolnost proti křehkému lomu.
Ten je nebezpečným druhem porušení, neboť při malé spotřebě
energie a nepatrné tvárné deformaci se často šíří velkou rychlostí.
Vznik křehkého lomu závisí na řadě faktorů. Nejvýznamnějšími jsou
nízká teplota, rychlost zatěžování, tloušťka konstrukce, přítomnost
vrubu či výskyt vad, ale i jakost materiálu [1] .
Lom je
HOUŽEVNATÝ
Energetické
hledisko
KŘEHKÝ
 S rozvojem používání vysoce pevných ocelí se ukázalo, že únosnost
strojních součástí a konstrukcí neurčuje mez kluzu, ale odolnost proti
iniciaci lomu z defektu [2] .
 Vzniká nová disciplína
lomová mechanika.
 Respektuje významný vliv přítomnosti defektů v materiálu, pojednává
o napjatosti kolem těchto defektů, o jejich chování při zatěžování
statickém či dynamickém a definuje podmínky pro okamžik iniciace
nestabilního lomu (z defektu).
 Objevuje se nový materiálový parametr
lomová houževnatost.
HISTORIE
 Stále rostoucí požadavky na zlepšené a nové vlastnosti materiálů musí být
splněné při zaručení bezpečnosti, spolehlivosti a životnosti vyráběných
strojů a strojních zařízení.
 Týká se to zejména letecké a automobilové dopravy, tisíců kilometrů
tlakových potrubí na ropu a plyn, tlakových zařízení tepelné
a jaderné energetiky, ocelových mostů, lodí, ocelových konstrukcí budov,
stožárů apod., tj. zařízení, u nichž selhání materiálu může mít katastrofální
následky spojené s ohrožením mnohých lidských životů.
 Neočekávané havárie konstrukcí se začali ve světě vyskytovat koncem
19. století. Již v té době se objevují zprávy o katastrofálních lomech potrubí,
plynojemů, nádrží a jiných zařízení.
 Před druhou světovou válkou, když se ocelové konstrukce namísto nýtování
začaly svářet, vzniklo v Evropě několik katastrofálních porušení mostů
zhotovených z konstrukčních uhlíkových ocelí vyrobených ve vzduchových
konvertorech. Mosty se porušily náhlým lomem při nižším provozním
zatížení a po krátkém používání.
 Materiálová analýza ukázala, že jde o křehké lomy, které byli iniciovány
z defektů ve svarech a většina materiálů měla při provozní teplotě nízkou
vrubovou houževnatost.
Zdroj: [3]
 Od listopadu 1942 do dubna 1946 se na 976-ti svařovaných námořních
plavidlech USA objevilo 1442 vážných poškození trhlinami různých velikostí. Do
konce roku 1949 došlo k havárii 11 lodí typu Liberty a 8 tankových lodí jejich
úplných příčným rozlomením na dvě části.
 Většina těchto lomů vycházela z konstrukčních vrubů a z defektů
ve svarech. Konstrukčními úpravami nosných dílů trupu lodi
a vsazením zastavovačů trhlin v kritických místech se podstatně zredukoval
výskyt křehkých lomů. Zkoušky materiálu lodí ukázaly, že kromě konstrukčních
chyb byla jedním z primárních faktorů, které přispěly k porušení, i nízká kvalita
použité oceli.
 Uvedené havárie a poškození lodí přinutily Americký úřad pro lodní dopravu v r.
1947 zavést určité normy pro chemické složení oceli používaných na stavbu
lodí. I když byly používány zastavovače trhlin a došlo ke konstrukčním
zlepšením i k úpravě chemického složení ocelí na stavbu lodí, křehké lomy se v
omezené míře vyskytovaly i nadále.
Zdroj: [3]
Zdroj: [6]
 Měření lomové houževnatosti umožňuje nový pohled na jakost
materiálu a stanoví přípustné velikosti defektu, který je v součásti za
provozních podmínek [2] .
• lineární (elastická) lomová mechanika
• elasticko-plastická lomová mechanika
 Lomová houževnatost je funkcí [2] :
• Chemického složení
• Čistoty materiálu
• Tepelného a mechanického zpracování
• Teploty
• Rychlosti deformace
Zdroj : [2]
RÁZOVÉ ZKOUŠKY
 V provozu působí často na strojní součásti síla, která se cyklicky
mění, popř. její působení je dynamického charakteru. Rázové
působení síly je velmi nebezpečné, neboť to může iniciovat náhlou
destrukci materiálu, ke které by při statickém zatížení nikdy
nedošlo.
 Náhlý lom vzniklý rázovým působením síly má obvykle ve svém
okolí jen nepatrné deformace (křehký lom). Zatímco u stejného
materiálu, který je zatěžován statickou silou, dojde před porušením
k rozvoji tvárné deformace (tvárný lom).
 Ke zjištění jak se chová materiál při náhlém vzrůstu namáhání
slouží zkoušky rázem.
 Rázové zkoušky za normálních teplot
Podle způsobu jakým působí síla při rázu lze tyto zkoušky rozdělit na:
1. rázové zkoušky v tahu a tlaku
Zdroj : [2]
2. rázové zkoušky v ohybu – tato zkouška má největší význam
3. rázové zkoušky v krutu
RÁZOVÉ ZKOUŠKY - CHARPY, IZOD [1]
 Rázová zkouška v ohybu má z rázových zkoušek největší význam.
Používá se zejména u ocelí. Vzhledem k vysoké houževnatosti ocelí
by někdy nedošlo k porušení (přeražení) zkušebního tělesa, ale jen
k plastické deformaci. Proto se opatřují zkušební tyče vrubem.
V jeho dně dochází při úderu ke koncentraci napětí a vzniká oblast
složité napjatosti, což zvýší pravděpodobnost křehkého porušení
tělesa.
 Protože však i při geometrické podobnosti vzniká u tyčí různých
rozměrů ve dně vrubu při rázu rozdílná napjatost, nelze výsledky
získané na tyčích různých rozměrů srovnávat. Proto jsou tvar
i rozměry zkušebních těles stanoveny normou.
 Podle způsobu uložení tyče, na niž dopadá ráz, rozdělujeme rázové
zkoušky na zkoušky podle Charpyho (tyč je uložena na dvou
podporách) a zkoušky podle Izoda (tyč uchycena letmo).
RÁZOVÉ ZKOUŠKY - CHARPY, IZOD [2]
ZKOUŠKA VRUBOVÉ HOUŽEVNATOSTI
 K [J] - nárazová práce potřebná k přeražení vzorku měla by se
vztahovat k deformovanému objemu – problém, vztahuje se
k velikosti původního průřezu v místě vrubu => nemá fyzikální
charakter
KC = K / So [J/cm2] — vrubová houževnatost
 Faktory ovlivňující KC:
– rychlost zatěžování: 4-7 m/s
– způsob namáhání: trojbodý
symetrický ohyb
– stav napjatosti
– tvar a rozměry tyče — dle ČSN
– tvar a rozměry vrubu — dle ČSN
– U-vrub, V-vrub
– jakost povrchu
– velikost zrna
– orientace vrubu ke směru
– tváření
vzorek
úhel
vrubu
KC
[J/cm2]
61
30°
67
60°
64
90°
71
120°
115
150°
183
180°
174
CHARPYHO KLADIVO [4]
 energie rázu: 250-300 J
 Jeho historie sahá do roku 1901, kdy v Budapešti na sjezdu
Mezinárodního svazu pro technické zkoušení materiálu přednášel
Francouz G. Charpy o svých zkušenostech stanovení houževnatosti
přerážením prismatických tyčí opatřených vrubem.
 V roce 1909 bylo na kongresu v Kodani doporučeno normování
Charpyho zkoušky, která se brzy na to ujala po celém evropském
kontinentě.
 V Anglii navrhl Izod odlišný způsob provedení zkoušky. Izod vetknul
tyč až ke vrubu(viz obr.). Rozdíl obou způsobů spočívá v tom,
že u Charpyho zkoušky narazí kladivo na zkoušenou tyč v rovině
lomu, zatímco u Izodovy zkoušky je ráz veden na místo od lomu
vzdálené. Zkoušky Izodova byla zavedena v Anglii
a částečně i v Americe.
Zdroj: [3]
Princip rázové zkoušky dle Izoda
ZKOUŠKA VRUBOVÉ HOUŽEVNATOSTI
PROVEDENÍ
1.
při pokojové teplotě – orientačně informativní význam
2.
při více teplotách – hodnocení přechodu z houževnatého lomu
na křehký
ZMĚNA MECH. VLASTNOSTI UHLÍKOVÉ OCELI S TEPLOTOU
– při krátkodobých zkouškách
Re
↓
Rm
↓
– má lokální maximum
A, Z
↑
– mají lokální minimum
Zdroj : [2]
LUDWIK - JOFFEHO TEORIE
 Joffe sestrojil diagram viz obr., který
vysvětluje tzv. křehkost za studena.
 Tento diagram je sestrojen pro
monokrystal kuchyňské soli. Jsou zde
zakresleny dvě křivky v závislosti na
teplotě. Křivka RK zachycuje tzv. mez
pevnosti v kluzu a křivka RT mez
pevnosti v kohezi.
 Z diagramu vyplývá, že hodnota RT
zůstává při změně teploty stálá, kdežto
hodnota RK s klesající teplotou rychle
vzrůstá a protíná přímku RT v bodě a.
Tento bod odpovídá tzv. kritické teplotě
křehkosti. Při teplotách pod tímto
kritickým bodem má na charakter
porušení největší vliv křehký stav před
lomem. Za teplot vyšších než je kritická
teplota křehkosti nastává porušení
v oblasti tvárné deformace.
Zdroj: [5]
Diagram křehkosti za studena pro sůl kamennou RK mez pevnosti v kluzu, RT mez pevnosti v kohezi
 Lomy
houževnatého
a
křehkého
charakteru se mohou objevit u téže oceli,
a ukazují na to, že otázka přechodu
křehkého stavu do houževnatého,
vysvětlená Joffem na monokrystalu NaCl,
najde i zde svoji obdobu.
 Převedeme-li diagram z monokrystalu na
polykrystalické materiály, pak má kritická
teplota křehkosti určité rozmezí RKmax
RKmin a RTmax , RTmin (obr.).
 V tomto rozmezí se vyskytují oba druhy
porušení, jak křehké tak tvárné. Jestliže
se u některých materiálů, jako jsou např.
slitiny hliníku a mědi se křivky RK a RT
neprotínají, pak jsou tyto materiály
necitlivé na pokles teploty při rázu, neboť
jejím snižováním se nemění dynamická
houževnatost.
Zdroj: [5]
Diagram křehkosti pro polykrystalické struktury,
b – změna dynamické houževnatosti v kritickém rozmezí křehkosti
 Hlavním činitelem, který vedle deformační rychlosti a velikosti
vrubu má zásadní vliv na vrubovou energii je teplota při které dojde
k přeražení vzorku. Hlavní význam zkoušky rázem v ohybu spočívá
v určení přechodové teploty TP, tj,. teplota pod níž se materiál chová
křehce. Nad touto teplotou má lom tvárný charakter.
Způsoby zjišťování přechodové teploty
 Pro stanovení přechodové teploty neplatí žádná závazná norma.
Protože není přechodová teplota jednoznačně definována, existuje
více kritérií jejího určování. Stanovení přechodové teploty lze zjistit
některým z následujících způsobů:
1. Nejnižší teplota, při níž je lom zkušební tyče v celém průřezu
houževnatý.
2. Teplota při níž houževnatý lom tvoří 50% celkového lomové plochy.
3. Teplota odpovídající střední hodnotě vrubové houževnatosti
(dle Daviděnka).
4. Teplota odpovídající inflexnímu bodu křivky teplotní závislosti
vrubové houževnatosti.
5. Teplota odpovídající dohodnuté vrubové houževnatosti.
Zdroj: [5]
Teplotní závislost vrubové houževnatosti
a) schéma průběhu; b) způsoby stanovení přechodové teploty
Zdroj: [5]
Přehled nejdůležitějších vlivů na polohu
přechodové teploty
Zdroj: [5]
Neporušené a porušené zkušební tyče
Neporušená zkušební tyč před experimentem – č. 1 a zkušební tyč po
provedení experimentu (pouhé ohnutí tyče – č. 2, příp. její nalomení – č. 3
v případě, že energie rázu nebyla dostatečná na přeražení tyče), a tyč
porušená křehkým lomem – č. 4).
Zdroj: [3]
Štěpný lom – interkrystalický
Štěpný lom - transkrystalický
Zdroj: [6]
Tvárné porušení zkušební tyčky
12 060 přeražené při teplotě
100°C.
Křehké porušení zkušební tyčky
12 060 přeražené při teplotě 20°C.
Smíšené porušení zkušební
tyčky 12 060 přeražené při teplotě 65°C.
Zdroj : [5]
Transkrystalické dutinové tvárné porušení oceli 12 060
přeražené při teplotě 100°C.
Zdroj : [5]
Transkrystalické křehké porušení oceli 12 060
přeražené při teplotě 20°C.
ZKOUŠKA VRUBOVÉ HOUŽEVNATOSTI
VÝHODY:
– jednoduchost
– ekonomická a časová nenáročnost
– porovnání různých stavů jednoho materiálu
– porovnání různých materiálů navzájem
– měření - při pokojové teplotě - orientačně informativní význam
– při více teplotách => přechodová křivka => přechodová teplota
NEVÝHODY:
– tT - udává jen min. teplotu, při které může být materiál provozován
• neudává krit. napětí, které při dané teplotě způsobí
porušení
• vztahuje se pouze na zkušební těleso určitých rozměrů
– malá plocha pro vyhodnocení a posouzení charakteru lomu
Zdroj : [2]
Kovové materiály - fcc = γ železo
- o typu lomu nerozhoduje teplota
 Čisté kovy – lomu vždy předchází plastická deformace a tedy lom
bude houževnatý
 Slitiny – zablokování dislokací – lom bude křehký (např.
zvonovina)
Kovové materiály - hcp (hexagonální m.)
- o typu lomu rozhoduje teplota
 Malý počet skluzových systémů – lom je zpravidla křehký – pouze
za zvýšených teplot je možné vyvolat plastickou deformaci
Kovové materiály bcc = α - železo
 o typu lomu rozhoduje teplota, rychlost zatěžování a
napjatost (tloušťka stěny, vruby)

V závislosti na podmínkách zatěžování se mění charakter lomu.
Při vyšších teplotách zpravidla je lom houževnatý, za nízkých teplot
lom křehký. Změna charakteru lomu vlivem poklesu teploty se
označuje pojmem tranzitní lomové chování ocelí a teplota tranzitu
(přechodu) je tranzitní teplota.
Zdroj: [6]
Při havárii se prohlíží lomová plocha fraktografie

Typ lomu se rozlišuje podle mechanismu jakým vznikl.

Předchází-li lomu plastická deformace nebo též přetvoření
– mluvíme o tvárném lomu

Nepředchází-li lomu významná makro-plastická deformace, pak
se lom šíří po hranicích zrn nebo v krystalografických rovinách
– mluvíme o štěpném (křehkém) lomu
Zdroj: [6]
Tranzitní lomové chování ocelí
Změna charakteru lomu oceli – z tvárného lomu na lom štěpný
v závislosti na poklesu teploty.
Jak zabránit havárii ocelové svařované konstrukce křehkým lomem
- filosofie zastavení trhliny – tranzitní teplota
- filosofie zabránění iniciace lomu – lomová mechanika
Zdroj: [6]
ZKOUŠKY ZALOŽENÉ NA PŘECHODOVÉ TEPLOTĚ
VÝHODY:
– stanovení teploty, nad kterou nemůže nastat nestabilní růst trhliny
s přípustnou velikostí
– korelace parametrů zkoušek a skutečných podmínek;
pro ocelové plechy tT DWTT
•
pro tlustostěnné části tZT
•
podmínka pro konstrukční materiály:
tzTσopr. = tpr - tB
tzTσopr. – teplota zastavení trhliny při provozním napětí σpr.
a při dovolené velikosti defektu cdov.
tpr – provozní teplota
tB - přídavek teploty na bezpečnost
Zdroj : [2]
NEVÝHODY:
hodnotí odolnost materiálu proti křehkému porušení z hlediska šíření
defektu, ale nevyjadřuje odolnost materiálu proti iniciaci křeh. trhliny
odolnost proti křehkému porušení není vyjádřena kvantitativně
příslušným napětím, které by umožnilo dimenzování konstrukcí
nelze aplikovat na materiály, které nemají přechod z houževnatého
stavu do křehkého (austenitické oceli, vysokopevné hliníkové slitiny)
 Zkoušky rázem v ohybu provádíme za různých teplot – dostaneme
tak velké množství údajů o hodnotách nárazové práce při různých
teplotách.
 Po grafickém zpracování těchto experimentálních výsledků získáme
tzv. přechodové křivky (ilustrační příklad přechodové křivky je
uveden na obr). Čím více údajů máme k dispozici, tím jsou tyto
křivky přesnější.
 Pro některé materiály má uvedená závislost dramatický průběh
(křivka a), pro některé vcelku nezajímavý (křivka b).
 Naneštěstí výraznou závislost nárazové práce na teplotě vykazují
právě běžně používané konstrukční materiály – uhlíkové oceli
s prostorově centrovanou kubickou mřížkou (bcc). Naopak materiály
s kubickou plošně centrovanou mřížkou (fcc) některé kovy
s hexagonální mřížkou vykazují jen velmi pozvolný a hlavně
relativně plynulý nárůst nárazové práce s rostoucí teplotou.
Zdroj : [3]
 Na křivce bcc materiálu je možno vysledovat přechodovou
(tranzitní) oblast, v níž dochází v relativně úzkém intervalu teplot k
velkému poklesu nárazové práce – dá se říct, že materiál při
poklesu teploty přes uvedený interval zkřehne.
 Šířka teplotního intervalu a jeho poloha na teplotní ose stejně jako
velikost poklesu nárazové práce závisí na materiálu.
 Poloha tranzitní oblasti na teplotní ose je specifikována pomocí
tzv. přechodové neboli tranzitní teploty Tp. Je to teplota
charakteristická pro daný materiál.
 PRACOVNÍ TEPLOTA SOUČÁSTI – V OBLASTI TVÁRNÉHO
(HOUŽEVNATEHO) LOMU!!!
Zdroj : [3]
ZKOUŠKA TEPLOTY NULOVÉ HOUŽEVNATOSTI
NDT - nil ductility temperature
- vyjadřuje odolnost materiálu proti nestabilnímu šíření trhliny
ZKUŠEBNÍ TĚLESO - ploché ocelové těleso 1
- navařený křehký návar - tvrdá elektroda 2
s vyfrézovaným vrubem - tj. iniciátor lomu
NAMÁHÁNÍ TĚLESA.
- trojbodový ohyb dynamickou silou s omezeným průhybem pomocí
narážky 3, tak, že při max. průhybu yk se na tahové straně napětí
rovná mezi kluzu Re.
Zdroj : [2]
PROVEDENÍ ZKOUŠKY
 rázové namáhání při snižujících se
teplotách
NDT
– nejvyšší teplota, při které přechází
lom z návaru do základního
materiálu
– koreluje s přechodovou teplotou:
nachází se v oblasti dolního ohybu
přechodové křivky
– materiálová charakteristika při daném
stavu napjatosti pro b > b0
VÝHODY:
přiblížení skutečným poměrům: napětí, složitá napjatost,
vrubové účinky defektů
Zdroj : [2]
určení teploty, při které nastává křehké porušení (σ < Re)
pomocné hledisko: hodnota spotřebované energie odpovídá
přibližně energii pro šíření trhliny (díky snadné iniciaci)
ZKOUŠKA VELKÝCH TĚLES NA RÁZOVÝ OHYB
DROP WEIGHT TEAR TEST - DWTT
tT
– přechodová teplota ocelových
plechů na tlakové potrubí
DWTT
ZKUŠENÍ TĚLESO
– velké zkušební tyče se skutečnou
tloušťkou plechu
– ostrý lisovaný V vrub
NAMÁHÁNÍ TĚLESA
– trojbodý ohyb rázem
PROVEDENÍ ZKOUŠKY
- padostroj nebo velkokapacitní kyvadlové kladivo – energie rázu
musí stačit k přeražení jedním úderem
- různé zkušební teploty
- i pro vzorky se svarem (v ose vrubu)
Zdroj : [2]
PHL – podíl houževnatého lomu
Zdroj : [2]
PKL = 100 – PHL …. podíl křehkého lomu
tT DWTT - přechodová teplota odpovídající PHL = 75%
- koreluje s přechodovými teplotami naměřenými na skutečných
potrubích
- pokud se vyhodnotí pro PHL = 85% odpovídá zkoušce vrubové
houževnatosti (Charpy) na tělesech s V vrubem
Zkouška teploty zastavení trhliny podle Robertsona
 TZT - teplota zastavení trhliny
 CAT - crack arrest temperature
ZKUŠEBNÍ TĚLESO
- ploché těleso se skutečnou tloušťkou
s vrubem
- přivaří se k upínacím hlavám
NAMÁHÁNÍ TĚLESA
- tahové napětí - dle provozu (např. tlakové
nádoby)
PROVEDENÍ ZKOUŠKY
- teplotní gradient
- ochlazování - strana s vrubem
- ohřev - druhá strana
- úder na straně s vrubem => iniciace trhliny,
šíření trhliny kolmo na směr tahového
napětí
- oblast s nízkou teplotou (podtranzitní): šíření
velkou rychlostí- 1000 m/s
- oblast s vyšší teplotou: zpomalení šíření,
zastavení trhliny při t = tZT
Zdroj : [2]
tZT- charakterizuje schopnost materiálu
zastavit šíření trhliny při daném
nominál. napětí σ
~ na působícím napětí σ
~ na velikosti trhliny c
~ na tloušťce materiálu B
σ0- mezní napětí: σ < σ0=> nešíří se
křehká trhlina
FTE - fracture transition elastic
přechodová teplota lomu v elastické
oblasti deformace t >FTE => nešíří
se křehká trhlina
LTTR - limiting transition temperature
range
- hranice rozsahu teplot zastavení
trhliny
Robertsonova přechodová
křivka teploty zastavení trhliny
Zdroj : [2]
DIAGRAM ANALÝZY PORUŠENÍ
FAD - fracture analysis diagram
- závislost charakteru porušení na napětí σ, teplotě t a velikosti defektu c
- analyzuje podmínky vzniku lomu
- platí pro jeden materiál
SESTROJENÍ - 2 Robertsonovy křivky pro tloušťky b1 < b2 > 75 mm
- 2 části:
Zdroj : [2]
1. t<NDT:
nestabilní šíření trhl.:
~ stabilita trhliny nezávisí na t
~ na délce trhliny c
~ na velikosti napětí trhlina se šíří, pokud při určitém nap.
σ dosáhne c = ckrit , ckrit ↑ při σ ↓ , σ vyvolávající křeh. lom nezávisí na t.
2. t>NDT:
uplatňuje se princip přechodu: stabilita trhliny ~ na t
čára B1 – FTPb1 - odpovídá napětí na mezi kluzu při c1 = ckrit
FTPb1 - přechodová teplota plastického lomu, tj. maximální
teplota, pod kterou mohou vznikat lomy v elastoplastické oblasti při σ < Rm
body B2, B3, B4 - počátky interpolačních čar pro b1
pro b2
odpovídajících kritickým délkám trhliny c2, c3, c4
body B2, B3, B4 - určují σ a t, při kterých začíná nestabilní růst trhliny
příslušející kritickým délkám trhliny c2, c3, c4.
σ < Ro
- nenastává křehké porušení ani při max. velikosti defektů Zdroj : [2]
T > TZTb1 - nenastává křehké porušení pro tloušťku b1
35 / 38
Zkoušky odolnosti materiálu vůči iniciaci lomu
založené na zjišťování materiálových charakteristik
zavedených lomovou mechanikou
kovová deska:
s jednotkovou tloušťkou
nekonečnými rozměry ve směru osy x a y
s průchozí trhlinou eliptického tvaru o délce 2a
zatížená napětím σ tak, aby elastická
deformace desky byla konstantní
↓ poloměr kořene trhliny ⇒ ↑ intenzita napětí
součinitel
intenzity
napětí
K= σ ⋅ π ⋅a
B
W
a
V praxi se pro popis vzniku nestabilního lomu používá rovnice:
a
K
Součinitel
intenzity napětí
E Gc
Kc
Kritická hodnota součinitele intenzity
napětí ≡ lomová houževnatost
materiál bez defektů
materiál s defekty
Problém:
Problém:
aby při provozu nedošlo k plastické
deformaci zařízení
aby při provozu nedošlo k nestabilnímu
šíření trhliny z přítomného defektu dané
geometrie
Mater. Ing.
Konstruktér
Konstruktér
Mater. Ing.
umí nalézt
umí popsat
umí popsat
umí nalézt
materiálovou
provozní zatížení
provozní zatížení
materiálovou
charakteristiku
součástky s
součástky
charakteristiku
popisující odolnost
defektem dané
popisující odolnost
⇓
materiálu proti
geometrie
materiálu proti vzniku
napětí σ
plastické deformaci
nestabilní trhliny
⇓
⇓
⇓
mez kluzu Re
součinitel intenzity
napětí K
lomová houževnatost
KC
společně hledají materiál, který je
schopen zatížení unést
hledají materiál, který je i s defektem
dané geometrie schopen zatížení unést
Re > σ
KC > K
KC
Příklad aplikace vztahu K = σ ⋅ π ⋅ a
znám materiál (KC) a zatížení (σ ), hledám kritickou velikost defektu pro
vznik nestabilní trhliny
1  KC 
aC = ⋅ 

π  σ 
2
a < aC ⇒ bezpečí
znám materiál (KC) a velikost defektu (a), hledám kritické zatížení pro
vznik nestabilní trhliny
σC=
KC
π ⋅a
σ < σC ⇒ bezpečí
znám velikost defektu (a) a zatížení (σ ), hledám materiál odolný proti
vzniku nestabilní trhliny
K = σ ⋅ π ⋅a
K < KC ⇒ bezpečí
LITERATURA
[1] Macek K., Zuna P.: Strojírenské materiály. ČVUT 2003.
[2] Podklady pro cv ze Strojírenských materiálů v letech 2000-2005.
KMM. ZČU v Plzni. Citace literatury [2] je použita v podkladech v celém rozsahu.
[3]http://www.fme.vutbr.cz/opory/pdf/umvi/zk.raz.ohybu.pdf#search
=%22zkou%C5%A1ky%20podle%20Izoda%20%22
[4] http://mujweb.atlas.cz/www/pk80/pub/st/data/st1/zk3_2.htm
[5] Kříž A. : Podklady pro cv z NM. www.ateam.zcu.cz
[6] Vlach: Tranzitní lomové chování. ÚMI. Brno. www.ime.fme.vutbr.cz