Μέχρι τα μέσα του 20ου αιώνα εμφανίστηκαν πολλά νέα υλικά και τεχνικές, κατασκευής. Την ίδια εποχή όμως δημιουργήθηκε και το πιο σκληρό πεδίο δοκιμών κάθε ανθρώπινης κατασκευής, ο 2ος Π.Π. Κατά τη διάρκειά του διαπιστώθηκε, με ακόμη μεγαλύτερη έμφαση, ο ρόλος της κόπωσης και των ρωγμών στις καταστροφές των κατασκευών.

Πολλά πετρελαιοφόρα και φορτηγά πλοία παρουσίασαν σοβαρές ζημιές από τη καταπόνηση των υπερατλαντικών ταξιδιών. Από τα 2500 πλοία Liberty, τα 145 έσπασαν στη μέση και τα άλλα 700 είχαν εξίσου σοβαρές αστοχίες. Ακόμη και τα νέα ελαφρά υλικά αν και πολύ γερά έσπαγαν ξαφνικά και με πολύ μικρότερη ενέργεια ύστερα από ένα διάστημα κόπωσης.

Τα παραπάνω οδήγησαν στην αναζήτηση και μελέτη των προϋπαρχόντων ατελειών μέσα στο υλικό με τη μορφή μικρορωγμών και της επίδρασης που έχει επάνω τους η συγκέντρωση των τάσεων σε γωνίες, τομές ή συγκολλήσεις.  Από τη περίοδο αυτή θα αρχίσει και η ταχύτερη ανάπτυξη της Θραυστομηχανικής.

Το 1945 ο Miner διατύπωσε κατάλληλα ένα κριτήριο για τη γραμμική συσσώρευση βλαβών λόγω κόπωσης, το οποίο είχε προτείνει παλαιότερα ο Palmgren, ότι δηλαδή, η συνθήκη για αστοχία υπό κόπωση είναι:

όπου,   ni  , ο αριθμός κύκλων φόρτισης με τάση  σi  που έχει υποστεί μια κατασκευή, και,  Ni , ο αριθμός κύκλων φόρτισης με την ίδια τάση  σi  που προκαλεί αστοχία.

Το κριτήριο αυτό καλείται συχνά και νόμος του Miner και αποτελεί μέχρι και σήμερα ένα σημαντικό εργαλείο για τη πρόβλεψη του χρόνου ζωής των κατασκευών.

Το 1950, το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο άνοιξε νέους ορίζοντες για τη κατανόηση των μηχανισμών κόπωσης. Την ίδια εποχή ο Irwin εισήγαγε τον συντελεστή έντασης τάσεων Κ, ο οποίος αποτέλεσε τη βάση της Γραμμικής Ελαστικής Θραυστομηχανικής (LEFM – Linear Elastic Fracture Mechanics) και των μεθόδων πρόβλεψης της διάδοσης των ρωγμών υπό κόπωση (FCG – Fatigue Crack Growth).

όπου η  f(.) είναι αδιάστατη ποσότητα και εξαρτάται μόνο από τη γεωμετρία του δοκιμίου, το πλάτος του (w),  και, το μήκος της ρωγμής (α).

Το 1960, ο Paris έδειξε ότι ο ρυθμός αύξησης των ρωγμών υπό κόπωση  da/dN, μπορεί να περιγραφεί άριστα με την μεταβολή του συντελεστή έντασης τάσεων ΔΚ.

Η εξίσωση που πρότεινε ο Paris είναι η πιο γνωστή σήμερα ημιεμπειρική φόρμουλα που περιγράφει ικανοποιητικά και ταιριάζει σε ένα μεγάλο αριθμό περιπτώσεων και δεδομένων.

[Προηγούμενη] | Πάνω | [Επόμενη]