Szilárdtestek törése és fragmentációja = Fracture and fragmentation of solids

Kun, Ferenc and Nagy, Sándor and Varga, Imre (2009) Szilárdtestek törése és fragmentációja = Fracture and fragmentation of solids. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 49209_ZJ1.pdf Download (147kB)

Abstract

Rendezetlen mikroszkópikus tulajdonságokkal rendelkező anyagok törési folyamatát vizsgáltuk konstans és periódikusan változó külső terhelés alatt. Megmutattuk, hogy a makroszkópikus törés kritikus időpontjához közeledve a rendszert univerzális skálatörvények jellemzik, amelyek felhasználhatóak a makroszkópikus törés előrejelzésére is. A creep és fatigue törés lehetséges mikroszkópikus mechanizmusaként részletesen elemeztük a nemlineáris repedéshalmozódás és a termikus fluktuációk szerepét. Kísérleteket végeztünk zárt, héjszerű struktúrák robbanás okozta fragmentációjának megértésére. Megmutattuk, hogy a héjak feltörése egy kétlépéses folyamat, amelynek első szakaszát a húzó, a másodikat pedig a hajlító feszültség dominálja. Kimutattuk, hogy a fragmensek alakját is skálatörvények jellemzik. Nagytömegű fragmensekre erős tömeg-sebesség korrelációt találtunk. Elemeztük a ferromágneses anyagok dinamikus törését kísérő mágneses és elektromos zajspektrum belső struktúráját. A mérési eredmények értelmezésére kidolgoztunk egy szálköteg modellt, amellyel pontos leírását tudtuk adni a zajra kapott mérési eredményeknek. | We investigated the damage and fracture of disordered materials under constant and periodically varying external loads. We showed that the system is characterized by universal scaling laws when approaching the critical time of macroscopic fracture, which can be used to design forecasting techniques of the imminent failure event. As two possible microscopic mechanisms of creep rupture and fatigue fracture, we studied in details the effect of non-linear damage accumulation and of the thermal fluctuations. We performed experiments to obtain a deeper understanding of the fragmentation of closed shell structures due to energetic explosions. We pointed out that the breakup of shells is a two-step process, where the first phase of the process is determined by tensile stresses, while the second one is dominated by bending forces. We found that the shape of fragments obeys also universal scaling laws, furthermore, the fragments of large mass exhibit a strong mass-velocity correlation. We analyzed the structure of electric and magnetic noise spectra recorded during dynamic fracture of ferromagnetic materials. We worked out a fiber bundle model which provides a comprehensive description of the crack propagation and the emergence of crackling noise.

Actions (login required)

Edit Item