Spenningsintensitetsfaktoren

Spenningsintensitetsfaktoren (SIF) er et sentralt begrep i lineær elastisk bruddmekanikk som beskriver intensiteten av stressfeltet i nærheten av tippen på en sprekk. Stressfeltet nær tippen følger en 1/√r‑singularitet og betegnes gjennom de tre moduser: K_I (modus I, åpning), K_II (modus II, glidning) og K_III (modus III, rivning). For et gitt problem avhenger SIF-ene av belastning, geometri og grensebetingelser.

Vanligvis uttrykkes K_I som K_I = Y σ √(π a), der a er sprekklengden og Y er en geometri-faktor som bestemmes av sprekkens plassering og grensebetingelser. Materialets bruddstyrke K_IC betegner grensen for ustabil sprekkvekst under monotone last i planar spenning. Ved syklisk last brukes ΔK = K_max − K_min for å forutsi veksten av sprekkens lengde, ofte gjennom Paris-loven: da/dN = C (ΔK)^m.

SIF kan bestemmes fra eksperimenter (bruddtest), analytiske løsninger for enkle geometrier, eller via finite element‑analyser der man trekker ut K fra J-integral eller direkte analyse av stressfeltet. I plastiske områder kan LEFM‑tilnæringen være utilstrekkelig, og man bruker i stedet effektive SIF-er eller J-integral‑tilnærminger.

Bruksområder inkluderer vurdering av restlevetid, sikkerhetsmarginer og pålitelig design av mekaniske konstruksjoner mot brudd.