ソフトウェア開発したい日記

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グリフィスの脆性破壊条件って何だっけ

2010年06月13日 23時48分31秒 | 科学
「グリフォン」という名前を耳にして、ふと
「グリフィスの脆性破壊条件」とか習ったなと思い出したけど
内容が思い出せなかったので、それに関する復習メモ。
(参考:昔のノート)

とりあえず脆性破壊というのは、
弾性領域内で起こる破壊のこと。

U:弾性ひずみエネルギー
W:き裂表面の表面エネルギー
き裂の幅を2aとし,外力によるき裂の変化量を2daとする。(両側に広がるので)

としたとき、グリフィスの脆性破壊条件は

∂U/∂a ≧ ∂W/∂a

となる。これを満たすとき、き裂が進展すると。
ちょっと思い出してきた。

更に、Uを見積もると

U = (σ^2/E)πa^2
∂U/∂a = 2πaσ^2/E

表面エネルギーWは、単位厚さ当りのエネルギーをΓとすると

W = 2(2a)Γ
∂W/∂a = 4Γ

よって、き裂の進展条件(グリフィスの脆性破壊条件)は

2πaσ^2/E ≧ 4Γ
又は
σ ≧ √{2ΓE/(πa)}

ここで、

σ√(πa) ≧ √(2ΓE)

と変形し、パラメータσ√(πa) = K_Iとおいたとき、
K_Iを応力拡大係数と呼んだりするらしい。

ここから先のノートはちょっと解読不能でした。