كتب عدالة الرواة
اذا لم تجد ما تبحث عنه يمكنك استخدام كلمات أكثر دقة.
تعديل إروين (معلومة)
لطالما أهمل المجتمع الهندسي عمل غريفيث حتى خمسينيات القرن العشرين. يبدو أن السببين في هذا هما أن (أ) مستوى الطاقة المطلوب للتسبب في انكسار في مواد البناء الفعلية يكون من رتب عشرية أعلى من الطاقة السطحية الموافقة، و(ب) هناك دائمًا بعض التشوهات غير المرنة في مواد البناء حول جبهة الصدع يمكن أن تجعل من افتراض الوسيط المرن خطيًا بإجهادات لانهائية عند حافة الصدع أمرًا بعيدًا جدًا عن الواقعية.
توفر نظرية غريفيث توافقًا ممتازًا مع المعطيات التجريبية للمواد الهشة كالزجاج. أما للمواد المطيلية كالفولاذ، فرغم أن العلاقة ##رمز## تبقى صالحةً، غالبًا ما تكون الطاقة السطحية التي تتنبأ بها نظرية غريفيث مرتفعةً بشكل غير واقعي. أدركت مجموعة تعمل تحت إمرة جورج رانكين إروين في مختبر الولايات المتحدة للأبحاث البحرية (إن آر إل) خلال الحرب العالمية الثانية أن اللدونة يجب أن تلعب دورًا هامًا في انكسار المواد المطيلية.
في المواد المطيلية (وحتى في المواد التي تبدو هشة)، تنشأ منطقة لدنة عند حافة الصدع. بازدياد الحمل المطبق، يزداد حجم المنطقة اللدنة حتى ينمو الصدع وتفرغ المادة المنفعلة انفعالًا مرنًا خلف حافة الصدع حملَها. تؤدي دورة التحميل وتفريغ الحمل قرب حافة الصدع إلى تبديد الطاقة على شكل حرارة. ومن هنا يجب إضافة تعبير عن التبديد إلى علاقة التوازن الطاقي التي وضعها غريفيث للمواد الهشة. بالاصطلاح الفيزيائي: يحتاج نمو الصدع طاقةً إضافيةً في المواد المطيلية مقارنةً بالمواد الهشة.
تمثلت استراتيجية إروين في تقسيم الطاقة إلى قسمين:
- طاقة الانفعال المرن المخزنة التي تتحرر أثناء نمو الصدع. هذه هي القوة الترموديناميكية المحركة للانكسار.
- الطاقة المبددة التي تتضمن التبديد اللدن والطاقة السطحية (وأي قوى تبديد أخرى يمكن أن تعمل). توفر الطاقة المبددة المقاومة الترموديناميكية للكسر. وعندها تكون الطاقة الكلية:
حيث γ هي الطاقة السطحية وGp هي التبديد المرن (والتبديد من مصادر أخرى) لواحدة مساحة نمو الصدع.
عندها يمكن كتابة معيار غريفيث الطاقي بنسخته المعدلة كما يلي:
في المواد الهشة كالزجاج، يسيطر تعبير الطاقة السطحية ويكون . في المواد المطيلية كالفولاذ، يسيطر تعبير التبديد المرن ويكون . في البوليمرات القريبة من درجة حرارة الانتقال إلى الحالة الزجاجية، لدينا قيم وسطية لـG بين 2 و1000 جول لكل متر مربع.
