نبذة سريعة عن معادلة نمو الشق

تستخدم معادلة نمو الشق لحساب النمو في حجم الشق الناتج عن الكلال نتيجة الأحمال المتكررة. يمكن أن يتسبب النمو في شقوق الكلال في انهيار كارثي، تحديدًا في حالة الطائرات. يمكن استخدام معادلة نمو الشق لتأكيد السلامة، في خلال مرحلتي التصميم والتشغيل، عن طريق التنبؤ بحجم الشقوق. في الهياكل الحساسة، يمكن تسجيل الأحمال واستخدامها للتنبؤ بحجم الشقوق والتأكد من إجراء عملية الصيانة أو الإحلال قبل حدوث انهيار في أحد الشقوق.

يمكن تقسيم حد الكلال إلى مرحلتين هما مرحلة الافتتاح أو التنوي ومرحلة نمو الشق. تتكون مرحلة الافتتاح من افتتاح الشق ونمو الشق الصغير الذي يؤدي إلى مرحلة نمو الشق الشامل. تُستخدم معادلات نمو الشق للتنبؤ بحجم الشق بداية من صدع ابتدائي مُعطى وهي تستند بشكل أساسي على البيانات التجريبية المُستقاة من اختبارات ثابت القيمة لذروة الكلال.

استندت أحد أقدم معادلات نمو الشق على مدى معامل شدة الإجهاد لدورة الحمل







Δ

K





{\displaystyle \Delta K}



هي معادلة باريس-إردوجان















d

a





d

N







=

C

(

Δ

K



)



m









{\displaystyle {da \over dN}=C(\Delta K)^{m}}





حيث







a





{\displaystyle a}



هو طول الشق،











d





a



/







d





N





{\displaystyle {\rm {d}}a/{\rm {d}}N}



هو نمو شق الكلال لدورة واحدة من الحمل،







N





{\displaystyle N}





طُورت العديد من معادلات نمو الشق المماثلة لمعادلة باريس-إردوجان لتشمل العوامل المؤثرة على معدل نمو الشق مثل نسبة الإجهاد، والأحمال الزائدة، وتأثيرات تاريخ الأحمال.

يمكن حساب مدى شدة الإجهاد من شدة الإجهاد الصغرى والعظمى لكل دورة









Δ

K

=



K



max





−



K



min









{\displaystyle \Delta K=K_{\text{max}}-K_{\text{min}}}





يُستخدم عامل الهندسة







β





{\displaystyle \beta }



للدلالة على إجهاد المجال البعيد







σ





{\displaystyle \sigma }



يشير إلى شدة الإجهاد في طرف الشق باستخدام









K

=

β

σ





π

a









{\displaystyle K=\beta \sigma {\sqrt {\pi a}}}





هناك مراجع قياسية تحتوي على العوامل الهندسية للعديد من الأشكال البنيوية.