Ich habe ein Szenario, in dem wir auf eine gerissene Stahlplatte gestoßen sind, bei der sich der Riss über eine ausgedehnte Länge in Längsrichtung innerhalb der Platte ausgebreitet hat. Die Plattendicke beträgt 1 ", und die Risslänge beträgt ungefähr 12", wobei die horizontale Biegung etwas größer ist, wobei die maximale Abweichung zwischen der Ober- und Unterseite der Platte maximal 3/8 "betragen darf. Die Spannungen sind komplex, aber die höchste Belastung Dies ist wahrscheinlich eine vertikale Last und kann nahe 10 bis 20 Tonnen betragen. Der Stoßfaktor liegt für diesen Lastfall normalerweise zwischen 3,5 und 5,5, ist jedoch komplex und für den Ort des Risses, von dem vermutet wird, dass er ihn erhalten hat, nicht genau bekannt nur vielleicht Belastungen bis zu einem Schlagfaktor von 2 bis 3. Genaue Versagensspannungen sind nicht bekannt. In Frage kommende Stähle sind 4140. Während des größten Teils des gesamten Risses wurden Wachstumsspuren beobachtet, die eine gewisse & lt; -Form zu haben scheinen, was darauf hinzudeuten scheint dass es oben und unten geknackt hat und dann vielleicht auch noch durchgebrochen ist? Aber das scheint seltsam, dass es bei einer so großen Länge genau in der Mitte der Plattendicke geknackt ist, wenn die Lasten nicht linear aufgebracht werden.
Ich möchte die Theorien überprüfen, wie sich der Riss aufgrund der beschriebenen Beobachtungen ausbreitete. Was kann ein & lt; Rissoberfläche sag mal? Kann das jemand auflisten und entsprechende Unterlagen zur Verfügung stellen?
Antworten:
Zum Zeitpunkt des Erdbebens von Northridge 1994 in Kalifornien inspizierte ich zusammen mit vielen anderen Ingenieuren mehrere vier- und fünfstöckige beschädigte Gebäude, um die dringende Sicherheitslage zu beurteilen.
Wir beobachteten viele zerrissene Grundplatten mit verschiedenen Dicken und Größen bis zu 2 Zoll Dicke. Die wahrscheinlichste Ursache war ein Scherbruch unter großer Pendelbewegung der Säulen.
Diese Beobachtungen werden in einem online verfügbaren Dokument gesammelt.
Google, 1994 Northridge earthquake- gpo.gov.
Dieses Versagen von Scherplatten ist ein komplexer Bereich, und die Ausbreitung von Rissen hat mit dynamischer Wiederholungsbelastung, Ermüdung, Einwirkung von Chemikalien, fehlerhaftem Schweißen, fehlerhaftem Produkt und strukturellen Konstruktionsproblemen zu tun. Möglicherweise muss dies von Teams mit unterschiedlichem Fachwissen untersucht werden.
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Ihr Diagramm zeigt eine typische Sprödbruchausbreitung, die wahrscheinlich durch eine Stoßbelastung verursacht wird. Die Winkel zeigen auf den Ursprung der Fraktur. Die Schlagzähigkeit von 4140 ist abhängig von der Wärmebehandlung; es kann bei Raumtemperatur spröde werden. Bei der Fehleranalyse ist der Chevron-Bereich (lila) nur von Interesse, da er auf den Ursprung verweist. Siehe LEFM (linear elastische Bruchmechanik) in Wikipedia; eine relativ gute zusammenfassung.
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