¿Por qué falla un material con grietas con una carga por debajo de su resistencia a la tracción? ¿Cómo se llama el fenómeno?

El fenómeno se llama intensificación del estrés en la punta de la grieta. Es un tema discutido en la mecánica de fracturas y tratado estudiando el factor de intensidad de Estrés de diferentes geometrías y formas. En términos simples, cualquier grieta dentro del material amplificará las tensiones cerca de su punta haciendo que la grieta se abra “fácilmente” .

(de la mecánica de fractura por microscopía de rayos X sincrotrón tridimensional con punta de crack)

Cuando el factor de intensidad de tensión en el modo I (apertura, ese es el modo de fractura en las pruebas de tensión de tracción), [matemática] K_ {I} [/ matemática] alcanza el valor crítico [matemática] K_ {I, C} [/ matemática ] entonces la apertura de la grieta libera más energía de la que puede almacenar en energía elástica (y plástica) y esto conduce a una falla catastrófica del componente.

En una grieta ideal con el radio de la punta de la grieta [math] r \ rightarrow0 [/ math] luego [math] K_ {I} \ rightarrow \ infty [/ math]. Esto no es realista porque no existe un radio infinitamente pequeño, pero le da una idea de lo que los campos de fuerza causarán dentro del material cuando los obliga a moverse alrededor de un obstáculo.

Cuando un material se aplica mediante una carga, si ese material se estira más allá del límite de elasticidad, eso no recuperará su forma original y llegará al punto de ruptura. En términos de resistencia de los materiales, lo llamamos fractura o falla del material. Dependiendo de las propiedades mecánicas de los diferentes materiales (dúctil, frágil, quebradizo, etc.), la forma de la fractura es diferente. Perdón por este mal formato. Debido a la aplicación móvil con errores, aunque intenté varias veces solucionarlo, la edición ya no funciona correctamente.

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La resistencia a la tracción se basa en la carga máxima por área de sección transversal de la unidad para causar la falla. Con grietas en el material, la sección transversal efectiva se reduce por la longitud de la grieta y el número de grietas, concentrándose la carga en el metal de sonido cercano. … por lo que la carga aparente hasta la falla es menor que la resistencia a la tracción si toda la sección transversal estuviera disponible para soportar la carga.

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