Przedstawiciele Uniwersytetu Hebrajskiego w Jerozolimie piszą o swoim pomyśle na łamach Science. Jak wyjaśniają, zazwyczaj kruche materiały są niszczone na skutek szybkiej propagacji pęknięć. Założenia mechaniki pękania dotyczą ruchu tzw. pęknięć rozciągających, za sprawą których uwalniana jest energia w zlokalizowanej strefie na ich końcach. W konsekwencji prędkość zostaje ograniczona do prędkości fali Rayleigha. Tylko czy na pewno jest to zgodne z rzeczywistością?
Jak się okazuje, niekoniecznie. W toku eksperymentów członkowie zespołu badawczego wykazali, iż mogą istnieć pęknięcia, które wykraczają poza klasycznie przyjęte limity prędkości. W pewnych okolicznościach możliwe jest nawet zbliżenie się do wartości naddźwiękowych.
Na potrzeby eksperymentów badacze skorzystali z podatnych na uszkodzenia materiałów. W toku obserwacji zauważyli, że powstają pęknięcia, które płynnie przyspieszają poza klasyczną granicę prędkości fali Rayleigha. Z czasem okazało się nawet, że przekraczają one prędkość fali ścinającej. W określonych warunkach zdarzało się, iż prędkości tych pęknięć były bliskie prędkości fali dylatacyjnej, z czym wiązało się występowanie zjawisk, jakich nigdy wcześniej nie obserwowano w kontekście mechaniki pękania.
Dzięki przeprowadzonym badaniom naukowcy zdali sobie sprawę, że pęknięcia rozciągające mogą bić rekordy prędkości, zbliżając się do wartości naddźwiękowych
Nowy rodzaj pęknięć wydaje się zależny od zupełnie innych praw niż ma to miejsce w przypadku klasycznych. Wydaje się, że wynika to z silnych odkształceń zależnych od właściwości danego materiału. Jak wyjaśniają badacze z Izraela, dzięki ich dokonaniom wiadomo, że pęknięcia rozciągające mogą przekraczać klasyczne ograniczenia, co powinno przełożyć się na lepsze zrozumienie mechaniki pękania.
Czytaj też: Przypadkiem stworzyli nowy materiał. Zadziwiają nie tylko jego właściwości
Przy wartościach dochodzących do nawet 3000 metrów na sekundę, w grę wchodzą liczne potencjalne zastosowania. Wnioski płynące z przeprowadzonych badań mogą okazać się istotne między innymi dla lotnictwa, kosmonautyki, motoryzacji czy budownictwa. Lepsze rozeznanie w kontekście powstawania pęknięć rozciągające sprawi, że inżynierowie i projektanci będą w stanie tworzyć wytrzymalsze materiały mogące przetrwać nawet przy silnych naprężeniach i odkształceniach.
