OCJENJIVANJE ZAMORA BRODSKIH KONSTRUKCIJA - FESB

1.1 Povijesni pregled
Prva sustavna ispitivanja lomova uslijed promjenjivog opterećenja, u razdoblju 1850.-tih
do 1860.-tih godina, provodio je August Wöhler vezano uz probleme učestalih lomova
ţeljezničkih osovina, koji je prvi uočio slučajeve loma konstrukcije kod kojih je naprezanje bilo
niţe od granice popuštanja. Njegovi zaključci o produljenju radnog vijeka s opadanjem
amplitude opterećenja (Wöhlerova ili S–N krivulja) i postojanju donje vrijednosti amplitude
naprezanja ispod koje lom neće nastupiti ni kod beskonačnog ponavljanja opterećenja
(dinamička izdrţljivost ili trajna dinamička čvrstoća) temeljne su postavke i današnjeg
izučavanja umora materijala. Wöhler je takoĎer uočio da je za umor materijala vaţniji raspon
naprezanja od samog maksimalnog naprezanja [7].
Tijekom razdoblja od 1870. do 1890.-tih godina niz istraţivača nastavio je Wöhlerov
klasični rad. Gerber je istraţivao utjecaj srednjeg naprezanja, a Goodman je predloţio
pojednostavljenu teoriju srednjeg naprezanja. Krajem 19. stoljeća Bauschinger je otkrio različito
ponašanje materijala kod dinamičkog u odnosu na statičko ispitivanje, te je pokusima pokazao da
se granica popuštanja, vlačna ili tlačna, reducira nakon suprotnog opterećenja koje izaziva i
plastične deformacije (Bauschingerov efekt) [8].
Krajem 19. i početkom 20. stoljeća upotrijebljen je i optički mikroskop za nastavak
istraţivanja mehanizma umora materijala. Uočene su lokalne linije klizanja koje dovode do
formiranja mikropukotina. 1920. godine Griffith objavljuje rezultate teoretskih proračuna i
rezultate pokusa krhkog loma stakla. On je otkrio da čvrstoća stakla zavisi o veličini
mikroskopske pukotine. Ako je nazivno naprezanje kod loma, i a veličina pukotine kod loma
vrijedi da je
a konst. IzmeĎu ostalog Griffith je otkrio da je stvarna čvrstoća materijala
znatno niţa od teorijske (očekivane), što objašnjava činjenicom da materijal uvijek sadrţava
pukotine. Ovim pionirskim radom Griffith postaje utemeljiteljem mehanike loma 1924. godine.
Gough je značajno doprinosi razumijevanju mehanizma umora materijala, te izdaje
knjigu o umoru metala. Moore i Kommers izdaju prvu opseţnu američku knjigu o umoru metala
1927. godine. 1929./1930. Haigh prezentira svoje racionalno objašnjenje razlike odziva čelika
povišene čvrstoće i običnog konstrukcijskog čelika na zamor kod prisutnosti zareza. Upotrijebio
je koncept analize zamornog produljenja i samo–naprezanja koje su kasnije detaljno razvili drugi
istraţivači. J.O. Almen točno je objasnio poboljšanje zamorne čvrstoće od tlačnih naprezanja u
površinskom sloju izazvanih čekićanjem. Horger je pokazao da površinsko valjanje moţe
spriječiti rast pukotina. 1937. Neuber objašnjava da je srednje naprezanje u malom volumenu
materijala u korijenu zareza puno vaţnije od vršnog naprezanja u samom dnu zareza. Za vrijeme
II. Svjetskog rata namjerna upotreba tlačnog samo–naprezanja bila je uobičajena u izradi
avionskih motora i oklopnih vozila.
17