Bevezetés

A gépészeti szerkezetek jelentős részét ma is jellemzően mechanikai igénybevételre, legtöbbször folyáshatárra méretezik, gyakorta nem pusztán statikus terhelések esetén is. Ez általában a tényleges mechanikai terhelés (és terhelési történet) számottevő egyszerűsítésével jár együtt, ami az adott szerkezet megbízhatóságát veszélyeztetheti. Az ismétlődő igénybevételű szerkezetek, különösen hegesztett szerkezetek esetében a fáradásos törés bekövetkezésének gyakorisága meghaladja a statikus törését, így e szerkezetek méretezése más koncepciót kíván. A klasszikus, Wöhler-görbén alapuló módszerek nem törekednek a károsodás, a tönkremeneteli folyamat követésére, hanem megengedett feszültségekkel számolnak. E feszültségek valamilyen törési (túlélési) valószínűséghez tartoznak, valamilyen kockázatvállalást tehát tükröznek, a szerkezetben lévő gyártási eredetű vagy üzemeltetés során keletkezett hibák figyelembevételére azonban nem alkalmasak. Ez indokolta a törésmechanikai szemléletmód előtérbe kerülését a legkülönbözőbb szerkezetek esetében.

A fáradásra való méretezésnek alapvetően két koncepciója ismeretes. Az egyik, a biztos élettartamra való méretezés azt feltételezi, hogy a szerkezet, szerkezeti elem hibamentes, illetve ha tartalmaz hibát, akkor abból az alkalmazott igénybevételi szinten terjedő repedés nem keletkezik. Ez azt jelenti, hogy a méretezéskor figyelembe vett körülmények között katasztrofális törés nem következik be és a szerkezeti elem cseréjére sem kerül sor a tervezett élettartam lejárta előtt. A másik koncepció, a sérülésbiztos méretezés, azon a felfogáson alapul, hogy az egyes szerkezetekben vannak repedések, s ezek a repedések növekednek. Ezen elv szerint a szerkezetnek a hiba felfedezéséig, pontosabban a hiba sorsáról való döntés meghozataláig viselnie kell a terhelést.