J-इंटीग्रल

भौतिक-रासायनिक क्रियाविधि

दरार की नोक पर प्रतिबल केंद्रित होता है। टफ (चिमड़े) पदार्थों में, दरार आगे बढ़ने से पहले सामग्री प्लास्टिक रूप से विकृत हो जाती है। J-इंटीग्रल दरार की नोक के चारों ओर एक रेखा इंटीग्रल है। यह उस संभावित ऊर्जा की गणना करता है जो दरार की लंबाई एक इकाई क्षेत्रफल से बढ़ने पर मुक्त होती है। यह एकीकरण पथ से स्वतंत्र है, बशर्ते पथ प्रत्यास्थ-प्लास्टिक सामग्री में हो। J-इंटीग्रल लोचदार और प्लास्टिक दोनों विरूपण ऊर्जा को समाहित करता है। यह रैखिक-लोचदार फ्रैक्चर मैकेनिक्स से ऊर्जा मुक्ति दर की अवधारणा को अरैखिक सामग्री व्यवहार तक विस्तारित करता है।

वेल्डिंग में धातुकर्मीय प्रासंगिकता और जोखिम

वेल्ड सीमों में अक्सर अवशिष्ट प्रतिबल और संरचना परिवर्तन होते हैं। ऊष्मा इनपुट टफनेस को बदल देता है। टफ पदार्थों (जैसे संरचनात्मक स्टील) में दरार की नोक पर प्लास्टिक क्षेत्र बड़ा होता है। रैखिक-लोचदार फ्रैक्चर मैकेनिक्स फ्रैक्चर के खतरे को कम आंकता है। J-इंटीग्रल फ्रैक्चर टफनेस के लिए अधिक सटीक मान देता है। एक क्रांतिक मान JIc अस्थिर दरार वृद्धि की शुरुआत को दर्शाता है। यदि भार इतना अधिक हो कि J-इंटीग्रल JIc से अधिक हो जाए, तो वेल्ड सीम बिना चेतावनी के फट जाती है। वेल्ड क्षेत्र में संरचना परिवर्तन (जैसे मोटे दाने का बनना, मार्टेंसाइट) से फ्रैक्चर टफनेस काफी कम हो सकती है। तब JIc कम होता है और सीम जल्दी विफल हो जाती है।

कार्यशाला अभ्यास और कार्रवाई निर्देश

J-इंटीग्रल को कार्यशाला में सीधे नहीं मापा जाता। इसे प्रयोगशाला में मानकीकृत नमूनों पर निर्धारित किया जाता है (जैसे ASTM E1820 के अनुसार)। व्यावहारिक के लिए महत्वपूर्ण: सामग्री में पर्याप्त फ्रैक्चर टफनेस JIc होना चाहिए। संरचनात्मक स्टील के लिए विशिष्ट मान स्टील ग्रेड और तापमान के आधार पर लगभग 50–200 kJ/m² होते हैं। वेल्ड जोड़ों में ऊष्मा प्रभावित क्षेत्र और वेल्ड धातु की अलग-अलग जांच की जाती है। यदि वेल्डिंग पैरामीटर बहुत अधिक ऊष्मा इनपुट के साथ चुने जाते हैं, तो दाने मोटे हो जाते हैं और JIc घट जाता है। बहुत कम ऊष्मा इनपुट मार्टेंसाइट उत्पन्न कर सकता है और टफनेस को भी खराब कर सकता है। इसलिए: वेल्डिंग निर्देशों का पालन करें, प्रीहीटिंग और इंटरपास तापमान बनाए रखें। यदि किसी वेल्ड सीम को उच्च भार सहना हो, तो ग्राहक अक्सर JIc के माध्यम से फ्रैक्चर टफनेस का प्रमाण मांगता है। तब वेल्ड सीम से नमूने लेकर जांच करानी पड़ती है।