Page 23 - Стасишин Дисертація

23

навантажень. Народження механіки руйнування відбулося разом з роботою Алана

А. Гриффіта в 1920 році, який досліджував тріщини в склі. Це сприяло розумінню

втоми, оскільки принципи механіки руйнування суттєво задіяні в характері втомної

тріщини. Однак, незважаючи на ці події, довгий час не проводили аналіз втоми і

руйнування регулярно і його не виконували конструктори.

Важливість теми було нарешті усвідомлено, коли почастішали серйозні аварії.

Друга світова війна у 20 столітті підштовхнула повноцінну науково-дослідну роботу

з цього питання. Війна вимагала швидкого виготовлення кораблів великих розмірів

та у значних кількостях. Ці кораблі було розроблено США як кораблі Liberty. Через

брак часу їх рами зварювали, замінивши зварюванням заклепкове з’єднання.

Незабаром сталися випадки розтріскування цих кораблів у холодних водах

Атлантики. Деякі кораблі фактично розпадалися на кілька частин через

розтріскування, що виникало внаслідок втоми металу від морських хвиль і з

подальшим її швидким поширенням за холодних умов. Близькі до нуля температури

навколишнього середовища різко знизили пластичність швів та основних металів,

перетворивши їх у крихкі. Оскільки енергія руйнування крихких металів набагато

менша ніж пластичних, внаслідок чого в них зменшилися критичні розміри тріщин,

і, як наслідок, руйнування відбулося за навантажень, які за інших умов були цілком

безпечними. Аналогічним чином літак Jet Airliners розламався і вибухнув у повітрі.

У реактивного літака, що летить на висоті 10 000 м, фюзеляж функціонує як стиснута

повітряна куля під високим напруженням розтягу. Оскільки конструкція літака не

була прорахована проти втоми, циклічні аеродинамічні навантаження спричиняли

зародження та поширення тріщин у фюзеляжі, що в кінцевому результаті призвело

до його розриву під час польоту.

Було проведено кілька невдалих досліджень для кількісної оцінки втоми.

Попри те повідомлялося про аварії літаків у 1981 році [15], в яких ступінь втоми

металу було проаналізовано та визначено. З 1984 року всього було виявлено 306 ДТП

зі смертельними наслідками, причини яких пов’язані з втомою металу.