Frattura fragile: differenze tra le versioni
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Teoria di Irwin |
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Questa teoria in diversi casi ha portato alla comprensione di fratture che altrimenti sarebbero state di diffcile comprensione<ref>Kanninen & Popelar, op. cit. pag 39</ref>
Ulteriori sviluppi matematici relativi al calcolo della distribuzione delle sollecitazioni in prossimità dell'apice della cricca portarono alla definizione, parte di Irwin<ref>G.R. Irwin, ''Analysis of of stresses and strains near the end of a crack transversing a plate'', Journal of Applied Mechanics, 24, pag 361-364 (1957)</ref>, del fattore di intensificazione delle sollecitazioni (''stress intensity factor''), per cui il superamento di un determinato valore (K<small><sub>c</sub></small>, dipendente dal materiale e dalla temperatura) porta alla propagazione della rottura:
<div style="text-align:center;"><math>K = \sigma \sqrt{\pi a}</math></div>
dove
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Da quanto sopra si vede che le dimensioni di K sono F/L<small><sup>2</sup></small> L<small><sup>1/2</sup></small> e generalmente viene misurato in [[Pascal (unità di misura)|MPa]] [[metro (unità di misura)|m]]<small><sup>1/2</sup></small> nel sistema SI o in [[PSI (unità di misura)|Ksi]] [[pollice (unità di misura)|in]]<small><sup>1/2</sup></small> nel sistema anglosassone.
Naturalmente, dato che sostanzialmente forniscono solo due diverse interpretazioni dello stesso fenomeno K<small><sub>c</sub></small> e G<sub>c</sub> sono legati da una relazione di proporzionalità dipendente dal modulo di elasticità del materiale e dalla distribuzione di sollecitazioni nel corpo.
La teria di Grifith e Irwin, ha creato le basi teoriche per la [[meccanica della frattura]], sebbene attualmente si ricnosca che il concetto dello ''stress intensity factor'', così come definito da Irwin, sia applicabile unicamnete per materiali fragili.
==Rotture catastrofiche da frattura fragile==
Nel corso della [[seconda guerra mondiale]] negli [[Stati Uniti d'America|Stati Uniti]] furono costruite circa 5000 navi con struttura completamente saldata (navi [[Liberty (navi trasporto)|Liberty]]), di queste 1000 subirono danni strutturali, 150 danni strutturali gravi e 10 addirittura si divisero in due tronconi<ref>Dati da Kanninen and Popelar, op. cit., pag 38</ref>. In ogni caso la costruzione era in acciaio al carbonio e la rottura avvenne con deformazioni notevolmente ridotte, cioè in regime tipicamente fragile.
Altri casi di frattura fragile generata da cricche hanno portato al collasso di [[Recipiente a pressione|recipienti a pressione]] e [[Caldaia|generatori di vapore]] con effetti catastrofici sulla struttura, e, talvolta, con gravissimi danneggiamenti in tutta la zona circostate (a [[Cleveland]] nel [[1944]] la rottura di un serbatoio per gas naturale liquefatto provocò 130 morti e 300 feriti gravi, portò alla distruzione di 79 case, 2 fabbriche e circa 217 veicoli, con danni a 35 case 13 fabbriche, per danni complessivi ammontanti a 6-7 milioni di [[Dollaro USA|dollari]] USA 1944) <ref>Vedi Kanninen e Popolar, op. cit. pag 5-9</ref>.
==Note==
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