Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1960, H. 10 - Töjbarhet och sprödbrott, av Erik Steneroth
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Fig. 3. Schematisk bild
av sprickförloppet
såsom beskrivet av bl.a.
Schaub2 och Boyd".
nar förhållandena vid ett normalt dragprov.
Brott sker sålunda först inne i godset ett stycke
framför sprickan på grund av att där
spänningstillståndet är treaxligt, medan det i själva
sprickfronten är tvåaxligt, fig. 3. Tvåaxligheten
beror av den förhindrade tvärkontraktionen i
plåtens tjockleksriktning. Även Boyd10 har
beskrivit detta sprickförlopp.
Matton-Sjöberg3 beskriver även den
principiella spänningsfördelningen framför den
löpande sprickan. Maximispänningen i själva
sprickfronten bör öka med ökande
sprickhastighet vid konstant temperatur, eftersom högre
sprickhastighet innebär högre
töjningshastig-het i sprickfronten. Matton-Sjöberg nämner,
att spänningskoncentrationens utsträckning
framför sprickfronten minskar med ökande
sprickhastighet, och att till dessa spänningar
adderas spänningar på grund av elastiska
vågrörelser i materialet i samband med
sprödbrottet. Han ger en översikt över den
metallfysikaliska bakgrunden till kristallernas plastiska
deformation genom glidning, respektive
kristallernas klyvning. Det konstateras, att spröda
brott i första hand är en fråga om spänningar
och spänningars storlek.
Schaub2 preciserar de erforderliga
spänningarna för sprödbrott. Även om man kan fixera
en viss normalspänning, vid vilken klyvning
<öM
m m n m
Fig. 4.
Schematisk bild av [-sprickförloppet-]
{+sprickförlop-
pet+} såsom
beskrivet i
texten.
sker i materialet (Schaub2 nämner att
brottgränsen ifråga motsvarar stålets
kohesionshåll-fasthet^l40 kp/mm2, vilken är oberoende
eller svagt beroende av belastningshastighet och
temperatur), måste rimligtvis sprickförloppet
påverkas av den plastiska deformation som i
större eller mindre grad äger rum vid
sprödbrott i stål. Det förefaller med andra ord
orimligt att brottmekanismen är entydigt bestämd
allenast av spänningstillståndet. Visserligen är
töjningen i sprickfronten synnerligen lokal,
men antas att ståls makrobeteende kan
utnyttjas vid studiet av brottmekanismen, varvid
brottöjningen betraktas, kan en ur vanlig
ingenjörssynpunkt tilltalande enkel tolkning av
brottmekanismen erhållas.
Sp röd b rott — töj bar het
Spänningstillståndet i sprickfronten är ett
dynamiskt problem; det är en fråga om
omlag-ring av spänningarna på grund av sprickans
tillväxt. Sprickfortplantningens hastighet är
mycket stor vid sprödbrott. Hastigheten torde
variera med de aktuella betingelserna men
kan uppgå till flera tusen meter per sekund i
stål"’ dvs. i storleksordning vara jämförbar
med ljudhastigheten i stål.
Spänningstillståndet kan då uppfattas som ett stötproblem,
varvid de plötsliga belastningsändringarna i de
nyblivna brottytorna ger upphov till stötvågor,
som måste löpa över mycket stora områden,
medan sprickan går rakt fram.
Huruvida sprickan kommer att i tiden ligga
före de reflekterade stötvågorna torde bero av
sprickans hastighet och längd. Vid tillräckligt
hög sprickhastighet förefaller det vara rimligt
att spänningen i sprickspetsen ej hinner
påverkas av stötvågorna. Vid sprödbrott torde
detta förhållande kunna vara fallet. Under alla
omständigheter synes det vara motiverat, att
betrakta spänningen i sprickfronten
huvudsakligen som en följd av den genom sprickan
påtvingade töjningen vid ifrågavarande
töjnings-hastighet. Sprickan löper bildlikt talat fram
som en kil i materialet och klyver detta,
varvid spänningarna i klyvningsögonblicket
saknar omedelbart intresse. Att det behövs en
viss nominell spänning i plåten för sprickans
fortplantning är en annan fråga. Betraktas
därför brottmekanismen som en fråga om
töjning-ens storlek och töjbarheten under
förhandenvarande betingelser kan följande resonemang
föras.
Betraktar man ett materialområde utsatt för
homogen dragning och antar att en spricka
löper genom detta område, uppstår en
spaltöppning, vars momentana storlek sammanhänger
bl.a. med den ursprungliga spänningen och
avståndet från sprickans front, fig. 4. I själva
sprickfronten erhålles på grund av den
bak-omvarande spaltöppningen en lokal
synnerligen kraftig töjning. Som följd av den plötsliga
töjningen blir töjningshastigheten mycket stor.
Eftersom enligt det föregående en mycket hög
töjningshastighet innebär att töjbarheten är li-
TEKNISK TIDSKRIFT 1960 H. 7 J(f3
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
