Griffithkriteriet

Griffithkriteriet är ett centralt begrepp inom sprickmekanik som beskriver när en spricka i ett material kommer att växa. Enligt kriteriet uppstår propagationen när energin som frigörs vid sprickförlängningen, betecknad som G, överstiger energin som krävs för att skapa ny sprickyta. Denna energikostnad kallas vanligtvis Gc och betraktas som materialets kritiska sprickfraktureringsenergi. Om G ≥ Gc anses sprickan växa.

Historiskt utvecklades Griffithkriteriet av A. A. Griffith i början av 1920-talet för att förklara sprickor i spröda material som glas. Huvudideen är att sprickor blir oreaktiva när den energi som frigörs av återställningen av elasticitets­energi överstiger kostnaden för att bilda ny yta.

I moderna termer kopplas Griffithkriteriet till sprickmekanikens verktyg: energirelease rate G och spänningsintensitetsfaktor K_I. För mode I-laddning är sambandet G = K_I^2 / E', där E' är det effektiva elastiska moduluset (E för plan belastning och E' = E/(1−ν^2) för plan-strain). Den kritiska energin, GIc eller Gc, relateras till materialets sprickstyrka. Ett vanligt uttryck i enkla geometrier är att en central spricka av längd 2a i en oändlig platta ger σc = sqrt( E' Gc / (π a) ).

Begränsningar: Griffithkriteriet förenklar verkligheten och används främst för spröda eller quasi-statiska situationer där plastisk deformation är liten. Modern bedömning bygger ofta på K_IC eller GIc och tar hänsyn till geometri och belastning på ett mer komplext sätt.