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Fractura

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Falla catastrófica por propagación inestable de una grieta preexistente. Parte de las constantes elásticas (E4) y la energía superficial del material.

ID:('ky', 1672)


Griffith frágil

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$\sigma_f=\sqrt{\frac{2E_Y\gamma_s}{\pi a_c}}$

$E_Y$
Módulo de Young
$Pa$
$sigma_f$
Resistencia Griffith
$Pa$
$gamma_s$
Energía superficial
$J/m²$
$a_c$
Tamaño de grieta
$m$



ID:('gm', 14548)


Griffith-Irwin

Storyboard



$\sigma_{f,I}=\sqrt{\frac{2E_Y(\gamma_s+\gamma_p)}{\pi a_c}}$

$E_Y$
Módulo de Young
$Pa$
$sigma_{f,I}$
Resistencia Griffith-Irwin
$Pa$
$gamma_s$
Energía superficial
$J/m²$
$gamma_p$
Trabajo plástico superficial
$J/m²$
$a_c$
Tamaño de grieta
$m$



ID:('gm', 14549)


Relación K-G

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$G_{IC}=\frac{K_{IC}^2(1-\nu_p^2)}{E_Y}$

$ u_p$
Coeficiente de Poisson
$1$
$E_Y$
Módulo de Young
$Pa$
$K_{IC}$
Tenacidad a fractura
$m¹?²Pa$
$G_{IC}$
Energía crítica de fractura
$J/m²$



ID:('gm', 14550)


Intensidad aplicada

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$K_I=\sigma_{ap}\sqrt{\pi a_c}Y_{geo}$

$Y_{geo}$
Factor geométrico
$1$
$sigma_{ap}$
Esfuerzo aplicado
$Pa$
$K_I$
Factor de intensidad aplicado
$m¹?²Pa$
$a_c$
Tamaño de grieta
$m$



ID:('gm', 14551)


Criterio de falla

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$K_I\ge K_{IC}\Rightarrow\text{falla}$

$K_I$
Factor de intensidad aplicado
$m¹?²Pa$
$K_{IC}$
Tenacidad a fractura
$m¹?²Pa$



ID:('gm', 14552)


Energía aplicada

Storyboard



$G_{ap}=\frac{K_I^2(1-\nu_p^2)}{E_Y}$

$ u_p$
Coeficiente de Poisson
$1$
$E_Y$
Módulo de Young
$Pa$
$K_I$
Factor de intensidad aplicado
$m¹?²Pa$
$G_{ap}$
Tasa de liberación aplicada
$J/m²$



ID:('gm', 14553)


Crecimiento subcrítico

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$a_c^{n+1}=a_c^n+\dot a_0\max(0,K_I/K_{IC}-K_{th})^p\Delta t$

$p$
Exponente de crecimiento
$1$
$K_{th}$
Umbral subcrítico relativo
$1$
$K_I$
Factor de intensidad aplicado
$m¹?²Pa$
$K_{IC}$
Tenacidad a fractura
$m¹?²Pa$
$dot a_0$
Tasa base crecimiento grieta
$m/s$
$a_c$
Tamaño de grieta
$m$
$Delta t$
Paso temporal
$s$



ID:('gm', 14554)


gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Región de los Rios, Chile