Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 15. 14 april 1953 - Det spröda brottets uppkomst och fortplantning, av Cyrill Schaub
<< 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.
Ib april 1953
305
kallbearbetning oeh successiv kallåldring av
materialet, som lokalt medför ökad benägenhet för
sprödbrott. Vid dynamiskt belastade, dvs. vid de
flesta här ifrågakommande, konstruktioner
innebär anvisningen slutligen risk för begynnande
utmattningssprickor, varigenom
anvisningsverkan ytterligare förstärks etc.
Överskrider den lokala dragpåkänningen
slutligen en viss kritisk gräns, som i sin tur beror på
materialets lokalt försämrade tillstånd och yttre
betingelser, såsom temperatur etc., initieras
sprödbrottet. Huruvida det sedan omedelbart
stoppas och därmed förblir ofarligt eller slår
igenom, beror i sin tur på det intilliggande
materialets egenskaper, dragpåkänning och
temperatur.
Det är av vikt att framhålla, att lokal hög
anvisningsverkan sällan kan helt undvikas vid
större konstruktioner och att sprickinitieringen
därför står utanför mänsklig kontroll. Det viktiga
är att se till, att en dylik okontrollerbar initiering
inte leder till totalbrott. Därmed kommer man
in på frågan om betingelserna för det spröda
brottets fortplantning i materialet. De viktiga
faktorerna är därvid materialets egenskaper,
dvs. dess benägenhet för sprödbrott, rådande
temperatur och den i materialet rådande
enax-liga dragpåkänningen. De tidigare i dylika
sammanhang ofta nämnda faktorerna
"spänningstillståndets treaxlighet" och
"belastningshastigheten" saknar all teknisk betydelse för
spröd-brottets fortplantning, då de är givna av de
tidigare nämnda tre faktorerna.
Sprödbrottets fortplantning
I en mycket seg dragprovstav med utbrett
kon-traktionsområde (fig. 1 A) är treaxligheten
obetydlig i mitten av provstaven i
kontraktionsom-rådet. I detta fall sker brottet genom skjuvning
i ungefär 45° mot dragriktningen. Brottet enligt
A måste betecknas såsom både makro- och
mikroskopiskt segt. En något mindre seg
dragprovstav med kortare kontraktionsområde (fig. 1 B)
får större treaxlighet i sin mitt, vilket medför ett
relativt plant primärbrott omgivet av ett
cirkulärt sekundärt skjuvbrott på periferin.
Primärbrottet förefaller att vara makroskopiskt sprött,
under det att sekundärbrottet är makroskopiskt
segt. Ett närmare studium av dessa brott i 500
gångers förstoring (fig. 2) visar emellertid, att
det centrala primärbrottet är mikroskopiskt segt
bestående av parallellkopplade sega
"mikrodrag-provstavar".
Vid sprödbrott i en plåt (fig. 3) uppträder vid
dennas kanter sega zoner, som är analoga med
skjuvbrottet på dragprovstavens periferi (fig.
1 ß). Själva sprödbrottet bildar i
fortplantningsriktningen en parabelliknande front, dvs.
brottets inträngningsdjup är störst i plåtens mitt.
Denna frontutbildning förklaras under vissa av
Boyd vid Lloyds Register uppställda antaganden.
Dessa är av kinematisk natur och syns ge
resultat som står i god överensstämmelse med
observationer på spröda brottytor erhållna i
praktiken, på förutom stål även andra material,
såsom glas, konsthartser etc.
Boyd antar, att ett sprödbrott i en obegränsad
kropp vid initiering i en viss punkt utbreder sig
vinkelrätt mot den rådande
dragspänningsrikt-ningen, varvid brottytan växer i koncentriska
cirklar. Utbredningshastigheten antas vara sådan
att
dAldt = C
där A är brottytans momentana storlek, t tiden
och C en konstant. Då A = xR2 erhålles
d (jcR2)/dt = C
I en oändlig plåt med konstant godstjoklek T
antar Boyd, att sprödbrott uppstår genom
fortplantning av punktformiga "sprödbrottkällor"
utefter plåtens mittlinje. Denna fortplantning
antas ske med konstant hastighet V.
Enveloppen till alla cirkelformiga
"elementar-brott" utgör brottfronten, som med utgångspunkt
från ovanstående antaganden samt det
geometriska sambandet
R2 = (D—x)2 -f y2
där D = Vt (fig. 4) kan beräknas bli en parabel.
Man får nämligen för frontens form
= Cx/jcV -f C2/4 ^2V2
som är ekvationen för en parabel.
Ortogonaltra-jektorierna till dessa parabler är
exponential-kurvor, som med plåtens kant bildar en vinkel
0. Boyd identifierar dessa ortogonaltrajektorier
med det på brottytor ofta synliga
"fiskbensmönstret" (fig. 4 nedtill) och finner empiriskt att
vinkeln Q mellan ortogonal-trajektorierna och
plåtens kant i regel är konstant (ca 70°) obero-
Fig. 4.
Beräkning av
brottfrontens form
vid sprödbrott;
nedtill
spröd-brottfront med [-ortogonaltrajektorier.-]
{+ortogonal-
trajektorier.+}
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
