Wie praxisnah ist Bruchmechanik?

Ich habe kürzlich Bruchmechanik gelesen und bin auf viele schön elegante Theorien gestoßen. Eine Sache beschäftigt mich jedoch immer wieder: Wie praxisnah ist die Bruchmechanik in der Praxis?

Ich möchte diese Frage aus mehreren Gründen stellen:

  1. Viele Formulierungen (z. B. Spannungsintensitätsfaktor) gelten nur für sehr einfache Geometrien. Die meisten Probleme in der Realität betreffen nicht-planare 3D-Geometrie, deren analytischer Ausdruck möglicherweise nicht verfügbar ist, und es ist nicht klar, wie sie numerisch angenähert werden können.
  2. Nach meinem Eindruck (der falsch sein könnte) befassen sich Bruchmechaniktheorien jeweils mit einem Riss. In der Praxis kann jedoch jede Probe Millionen von Rissen enthalten. Sie einzeln zu behandeln, ist nicht durchführbar.
  3. Die Kenntnis der Rissgeometrie (mindestens Risslänge) ist in den meisten Theorien der Bruchmechanik erforderlich. Bei sprödem Material ist der Riss jedoch oft zu klein, um vor dem Versagen erkennbar zu sein, wodurch es nicht praktikabel ist, die Rissgeometrie in Simulationen zu modellieren.

Diese Gründe beruhen auf meinem begrenzten Wissen. Ich möchte damit keine Forscher auf dem Gebiet der Bruchmechanik beleidigen. Ich bin nur verwirrt darüber, wie ich die Theorie in die Praxis umsetzen soll, und hoffe, dass es nicht nur ein mathematisches Spiel ist.

Ich weiß nicht genug für eine vollständige Antwort, aber 1. Sie können die entsprechenden Gleichungen numerisch simulieren, daher ist es in Ordnung, keinen analytischen Ausdruck zu haben. 2. Risse sind oft weit genug voneinander entfernt (jedenfalls in frühen Stadien), dass sie nicht interagieren , sodass Sie sie einfach separat handhaben können. 3. In einigen Fällen werden mikroskopische Techniken verwendet, um Risse zu erkennen. Die Theorie kann auch umgekehrt verwendet werden (dh Sie müssen nicht die Rissabmessungen kennen, sondern nur die Energie, bei der es kritisch wird, damit wir unsere Grenzen kennen).
Danke Robert für deine Antwort. Meine Zweifel bleiben jedoch bestehen. Ohne die Geometrie, Position und Menge von Rissen in einer Probe zu kennen, die keine Ebene oder ein rechteckiger Stab ist (was in der Realität oft der Fall ist), scheint es nur schwierig, die Theorien der Bruchmechanik anzuwenden.
Sie gehen davon aus, dass wir von der vollen Kenntnis der Risse ausgehen wollen. Wir würden lieber ein gutes Modell der Bruchstruktur verwenden, um vorherzusagen, wie sich leichter messbare Größen zueinander und zur inneren Struktur verhalten. Also beginne ich nicht mit "Ich habe hier, hier und hier so geformte Risse", sondern beginne mit "Ich habe diese Parameter gemessen, was darauf hindeutet, dass die Risse im Inneren ungefähr so ​​sind, also muss dieses Teil ersetzt werden". Die Theorie ist aus verschiedenen Gründen auch in der Forensik nützlich .

Antworten (1)

Zumindest wird es unmöglich sein, den komplexen Fall zu verstehen, bis Sie den einfachen Fall verstehen. Leute, die an der Bruchmechanik arbeiten, führen definitiv Experimente durch, um zu validieren, was sie sehen, und sie erklären definitiv einen Teil des Problems. Das Tolle an diesem Gebiet ist, dass es einer der wenigen verbleibenden Bereiche ist, in denen eine Person ein Experiment durchführen und dann die Theorie für dieses Experiment machen kann.

Zum Beispiel ist fast keine Bewegung in der Atmosphäre wirklich parabolisch. Oft weicht es stark von der parabolischen Bewegung ab. Aber es wäre töricht zu sagen, dass es sinnlos ist, die grundlegende Kinematik zu studieren - jedes Verständnis dessen, was vor sich geht, hängt entscheidend vom Verständnis der kinematischen Bewegung ab, selbst wenn Sie einen knuckeballenden Baseball oder was auch immer haben.

Danke Jerry! Das Verständnis der Theorie für einen einfachen Aufbau ist definitiv wichtig, um komplexere Fälle zu verstehen. Aus Sicht eines praktischen Ingenieurs denke ich, ist meine Frage, ob es mit unserem derzeitigen Wissen möglich ist, die Lücke zwischen Theorie und Realität in der Bruchmechanik zu schließen? Wenn ja, wie wird es gemacht?
Wie praxisnah ist Bruchmechanik?
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