Bevezetés

A berendezések, szerkezetek, gépalkatrészek jelentős részét ma is folyáshatárra méretezik. Az anyag és energiatakarékosság, a szerkezetekkel szemben támasztott egyre növekvő követelmények arra késztetik a tervezőket és gyártókat, hogy az észszerű kockázat vállaláson belül növeljék a terhelhetőséget. Más megfogalmazásban ez azt jelenti, hogy csökkentik a biztonsági tényező értékét, amely a tervezés, a gyártás és az üzemeltetés során jelentkező, és a tervezéskor figyelembe nem vehető kedvezőtlen hatások ellensúlyozását szolgálja. Ennek érzékeltetésére tekintsük át az egyes területeken jelentkező problémákat.

A tervezéskor bizonytalanságot jelent a szerkezet tényleges mechanikai állapota és a számításhoz felhasznált modell közötti eltérés. Ez a hiba egyszerű szerkezeti kialakítások esetében nem jelentős, de a bonyolultabb részek, keresztmetszet változások, elágazások, nyomástartó edények csőcsonkjai esetében, stb. már számottevő; a ma használatos alak- és formatényezőkkel csak pontatlanul közelíthető.

A feszültségi és alakváltozási állapot tisztázatlanságán kívül bizonytalanságot jelent az anyag, ill. a használatos anyagjellemzők pontos ismeretének hiánya. Általánosan használt az anyagminőséghez kötődő legkisebb folyáshatár alkalmazása, amelynél a beépített anyag folyáshatára általában nagyobb. Ugyanakkor ez a megközelítés nem veszi figyelembe a ma még szükségszerűen meglevő, megengedett anyagfolytonossági hibákat.

A tervezéskor nem, vagy csak korlátozottan lehet figyelembe venni bizonyos, gyártás közben jelentkező hatásokat. Nevezetesen a technológiai művelet közben keletkező, de még megengedhető hibákat, pl. hegesztett kötések hibái, ill. a megmunkálás következtében létrejövő maradó feszültségeket.

A normál üzemeltetés során is adódnak olyan járulékos terhelések, amelyek a tervezéskor fel sem merültek, ill. vannak olyanok, amelyek a tervező számára ismertek, de számszerűsítésük nehézkes és így nehezen vehetők figyelembe. Példaként említhetők a hőmérsékletváltozásokból, a széllökésekből, az indítási és leállási folyamatok tranziens hatásaiból, stb. származó járulékos terhelések. Az előzők alapján egyértelmű, hogy a folyáshatárra végzett helyes méretezés mellett is számolni kell a szerkezeti elemek, alkatrészek egyes helyeinek túlterhelésével, amelyek a szívós anyagok képlékeny alakváltozását okozza. Ez a hatás egyszeri, statikus terhelés esetén a feszültségcsúcsok leépülését, a feszültségek átrendeződését, és ezeken keresztül a teherbíró-képesség növekedését eredményezheti. Ezt a lehetséges kedvező hatást a mai konstruktőrök tudatosan ki is használják. Abban az esetben, ha a kedvezőtlen hatások többször ismétlődnek, a feszültséggyűjtő helyeken a képlékeny alakváltozások is ismétlődnek, ami végül is viszonylag kis számú igénybevétel után repedések kialakulásához, majd töréshez vezethet. Ezért kell foglalkozni a folyáshatár körüli ismétlődő igénybevétellel terhelt szerkezeti elemek, alkatrészek méretezési, ellenőrzési kérdéseivel.

Jelen füzet a Törésmechanika egy rövid fejezetével, a ridegtörés kérdéskörével foglalkozik olyan formában, hogy a témakört a lehetséges üzemi törésfajták és azok jellegzetességeinek áttekintésével kezdi. A lineáris törésmechanikai elvek ismertetését követően részletesen tárgyalásra kerülnek az elvek kiterjesztésének lehetőségei a reális törések területére, azaz az olyan ridegtörésekre, amikor a repedés csúcsában, annak környezetében kisebb mértékű képlékeny alakváltozással, azaz energia elnyelődéssel kell számolni.

A Microsoft Power Point verziójú előadássorozat külön érdekessége, hogy azt GUY PLUVINAGE, a Metzi Egyetem tanára VIDEO konferencia formában angol nyelven adta elő az 1998/99-as tanév első szemeszterében. A Miskolci Egyetem ötödéves hallgatói Miskolcon az Észak-magyarországi Távoktatási Központban követték a Metzből ISDN vonalon érkező képet és hangot. A 16 órás előadássorozat "sugárzási" költségeit pedig a Loarrine tartomány támogatta. Ezen előadássorozat egyben "mérföldkövet" is jelentett a Miskolci Egyetem távoktatásában, mivel ez volt az első olyan sorozat, amely közvetlenül a tanrendben is VIDEO oktatási formaként illeszkedett. Az előadássorozat elektronikus formában is tárolva lett CD-ken, így az "utókor" számára is hitelesen mutathatja meg a "kezdeteket".

Mint minden új kezdeményezésnek, e füzetnek is nyilvánvalóan meglesznek a maga hiányosságai és a jövőben számos területen kiegészítésre szorul. Ezt nagyban segítené az, ha a Tisztelt Olvasók észrevételeiket, javaslataikat a szerzőknek vagy a projekt vezetőjének eljuttatnák. A TEMPUS program nyújtatta támogatás lehető legjobb kihasználása érdekében az elkészült tananyagokat INTERNET-en is közreadjuk (http://www.bzlogi.hu/tempus.html) annak érdekében, hogy a szerkezetintegritás diszciplínája hazánkban minél gyorsabban és minél szélesebb körben elfogadásra és elterjedésre találjon.

Tóth László