Na wstępie zaznaczę, że jest to przykład czysto teoretyczny bo trudno sobie wyrazić istnienie ciśnienia w obiekcie cienkościennym, który ma szczelinę przez całą grubość ścianki.
Nie ma nic bardziej praktycznego niż porządna teoria !
Przypuśćmy, że mamy rurociąg lub cylindryczny zbiornik ciśnieniowy, który posiada szczelinę nachyloną, aby było trudniej, pod pewnym kątem. Aby określić czy element może pracować należy określić współczynnik intensywności naprężenia (WIN) i porównać go z krytyczną wartością dla danego materiału. Ciśnienie jest stałe oraz nie występują jakiekolwiek wibracje.
Odnośnie naprężeń obowiązują typowe wzory:
Wzór na szczelinę w powłoce podlegającej dwuosiowemu rozciąganiu otrzymać można z tablic mechaniki pękania. Układ współrzędnych jest przyczepiony w środku szczeliny.
Po podstawieniu wzorów na naprężenia powłoki do wzorów na współczynniki intensywności naprężenia oraz użyciu prostych przekształceń trygonometrycznych można w końcu zapisać, że:
Poniżej obliczenie dla rury DN 250 ( 273 x 10 mm ) pod ciśnieniem 2 MPa.
Odnośnie pokusy uzyskania współczynników K na drodze symulacji. W Ansysie na obecnym etapie jego rozwoju jest pewne ograniczenie, a mianowicie pęknięcie musi być prostopadłe do powierzchni. Dodatkowo trzeba tworzyć lokalny dla pęknięcia układ współrzędnych, w którym oś X jest skierowana w stronę osi pęknięcia. Można to sprytnie uzyskać wybierając „Hit Point Normal” i klikając w powierzchnię rury.
