hrvatski

Primjena kaustike u mehanici loma anizotropnih materijala

Eksperimentalnu mehaniku dijelom sa~injavaju mnoge opti~ke metode za odre|ivanje i procjenu naprezanja i deformacija u optere}; ; ; enom tijelu. Jedna od tih metoda je opti~ka metoda kaustike, kojom je mogu}; ; ; e registrirati promjene deformacija u podru~ju velikih gradijenata naprezanja, a primjenjuje se bilo na prozirnim ili na neprozirnim modelima. Izvorno se koristi za odre|ivanje faktora intenzivnosti naprezanja K za pukotine u konstrukcijama napravljenim od mehani~ki izotropnih materijala. Postupak odre|ivanja K faktora svodi se tada na mjerenje promjera jednostruke ili dvostruke tamne sjenke u obliku epicikloide. U ovom je radu razvijena primjena refleksijske metode kaustike na neprozirne mehani~ki anizotropne materijale, kao {; ; ; to su npr. vlaknima oja~ani kompozitni materijali. Metoda bilje`i promjene na povr{; ; ; ini modela i pogodna je za primjenu u mehanici loma u analizi op}; ; ; eg mje{; ; ; ovitog I. i II. na~ina otvaranja pukotine. Izvorni teorijski pristup problemu temelji se na geometrijskim principima otklona reflektiranih zraka svjetla od povr{; ; ; ine koja okru`uje vr{; ; ; ak pukotine. Veli~ina tamne sjenke ovisi o iznosu optere}; ; ; enja, a njezin oblik o mehani~kim svojstvima materijala i o polo`aju pukotine. Rje{; ; ; enje za singularnu krivulju kaustike ne mo`e biti dano u op}; ; ; em obliku, pa je zato opti~ki efekt potrebno simulirati i numeri~ki obraditi za svaki problem posebno. Na~ela metode detaljno su razra|ena, uklju~uju}; ; ; i i simulacije koje su jedan korak u postupku odre|ivanja faktora intenzivnosti naprezanja KI i KII . Eksperimentalni postav sastoji se od to~kastog izvora svjetla velike jakosti, sustava le}; ; ; a i kamere. Opti~ki efekt, prvotno zabilje`en na filmu visoke rezolucije, digitalizira se i obra|uje pomo}; ; ; u automatskog analizatora slike. Filtriranje slike neophodno je poradi prepoznavanja granice tamne sjenke i izlu~ivanja nepo`eljnog nejasnog podru~ja. Tako je mogu}; ; ; e primijeniti klasi~nu tehniku mjerenja promjera, odnosno tehniku redukcije podataka s eksperimentalne krivulje kaustike. Izbor optimalnih parametara opti~kog postava potvr|en je standardnim KI testom za izotropne materijale, tako da su eksperimentalni rezultati uspore|eni s teorijskima. Pet vrsta polimernih kompozita oja~anih uglji~nim vlaknima kori{; ; ; teno je za ispitivanje prvog na~ina otvaranja pukotine, presudnog za ocjenu `ivotnog vijeka konstrukcije. Tim materijalima predstavljena je mehani~ka ortotropija kontinuuma zbog gusto slo`enih vlakana promjera ispod 10*m. Uzorci su pripremljeni za ispitivanja tako da se osigura opti~ki ravna povr{; ; ; ina. Niz eksperimentalnih rezultata za faktore intenzivnosti naprezanja, prikazanih za razli~ite veli~ine nominalnog stati~kog vla~nog naprezanja i tri razli~ita karakteristi~na polo`aja pukotine, potvr|uju metodu kaustike kao pouzdanu i prikladnu za {; ; ; iroku tehni~ku primjenu

kaustika; mehanika loma; aniztropni materijali

nije evidentirano