frakturlära

Frakturlära är ett område inom materialvetenskap och strukturell mekanik som studerar sprickor i material under belastning. Det omfattar både initiationen av sprickor och deras senare tillväxt, samt de mekanismer som bestämmer om ett spricktillstånd leder till fullständigt brott eller kan stoppas. Syftet är att beskriva och kvantifiera risker för brott, så att konstruktioner kan utformas säkert och livslängden kan uppskattas.

Grundläggande begrepp och teorier fokuserar på hur sprickor växer i olika belastningssituationer. Inom linjär elastisk frakturlära (LEFM) används spänningsintensitetsfaktorn K och energiutsläppshastigheten G. Ett spricktillstånd antas växa när G ≥ Gc eller när K ≥ Kc för ett givet material. Sprickor kan uppträda i olika lägen: mode I (öppning), mode II (glidning) och mode III (tearing). STörre delen av modern frakturlära bygger på griffithska principer och deras vidareutveckling av Irwin, samt skillnaden mellan LEFM och elastisk-plastisk frakturlära (EPFM).

Fatigfrakturlära behandlar sprickväxt under cyklisk belastning och ofta med Paris lag: da/dN = C (ΔK)^m, där ΔK är växlingen i spänningsintensitetsfaktor. Prövningar för att bestämma K- eller GIc-värden utförs med provningsmetoder som kompakt-tension (CT), trepunktsböjning och SENB, vilka används för att säkert bedöma brottmotstånd.

Användningsområden inkluderar flyg, fordonsindustri, byggnader och energisektorn där frakturlära bidrar till säkras design och livslängdsbedömning. Historiskt grundades teorin av Griffith på 1920-talet och utvecklades vidare av Irwin och andra under 1950-talet och framåt.