Mehanika loma - FESB

Poslijediplomski studij strojarstvaMehanika loma 3 4- za ravninsko stanje deformacije.2. FAKTOR INTENZITETA NAPREZANJAFaktor intenziteta naprezanja je ovisan o duljini i orijentaciji pukotine, geometriji strojnogdijela te raspodjeli opterećenja, i općenito ima oblik:K aY , (14)gdje je Y faktor oblika, kojim se uzima u obzir utjecaj geometrije elementa, duljine pukotine i tipaopterećenja. Faktor oblika je jednak jedan za pukotinu u beskonačnoj ploči okomitoj na jednoličnoopterećenje. Analitički i empirijski izrazi za izračunavanje faktora intenziteta naprezanja za uzorkejednostavne geometrije s različitim oblicima pukotina, te različito opterećenih mogu se pronaći uliteraturi [2]. Kako strojni dijelovi najčešće nisu jednostavne geometrije, te su najčešće podvrgnutisloženom stanju naprezanja, razvijene su metode izračunavanja faktora intenziteta naprezanjametodom konačnih elemenata.U početnim studijama izračunavanja faktora intenziteta naprezanja korištenjem metodekonačnih elemenata, da bi se riješio problem singularnosti polja naprezanja, koristila se veoma gustamreža elemenata. Kako je kod elastičnih materijala nemoguće « 1 r singularnost» postićistandardnim elementima, razvijeni su hibridni elementi, tj. singularni izoparametarski četvrtinskielementi [3]. Singularni izoparametarski četvrtinski element je dobiven iz izoparametarskog 8-čvornog kvadratnog elementa, na način da se čvorovi 1, 4 i 8 grupiraju u vršku pukotine, a čvorovisa sredine stranice premještaju na četvrtinu duljine stranice.4 7 386pukotinay1,4,8LL/4 3 L/47536x1522a) Izoparametarski 8-čvorni kvadratni element b) Singularni izoparametarski četvrtinski elementSlika 2.1 Izoparametarski 8-čvorni kvadratni element i singularni izoparametarski četvrtinski element5