Алан Арнольд Ґріффіт (англ. Alan Arnold Griffith); (13 червня 1893, Лондон — 13 жовтня 1963, Фарнборо) — англійський інженер, основоположник теорії крихкого руйнування матеріалів, розробник теорії й конструкцій турбореактивних двигунів з осьовим потоком. Член Лондонського Королівського Товариства, кавалер Ордена Британської Імперії.
Алан Арнольд Ґріффіт | |
---|---|
Народився | 13 червня 1893[1] Лондон, Сполучене Королівство |
Помер | 13 жовтня 1963[1] (70 років) Фарнборо, Гемпшир[d], Гемпшир, Велика Британія |
Країна | Велика Британія Сполучене Королівство |
Діяльність | бортінженер, інженер |
Alma mater | Ліверпульський університет |
Заклад | d |
Членство | Лондонське королівське товариство |
Нагороди |
Освіта
Алан Ґріффітс здобув здобув вищу освіту в галузі машинобудування у Ліверпульському університеті, де йому почергово присвоїли ступені бакалавра, магістра та доктора.
Практична і наукова діяльність
1915 року він був прийнятий як стажер на Королівський авіаційний завод. У наступному році він перейшов у відділ фізики та приладів, який незабаром був перейменований в Королівське авіаційне управління (RAE)- британське науково-дослідне авіаційне підприємство. Спершу воно розташовувалося на аеродромі Фарнборо («RAE Farnborough») в Гемпширі. 1920 року він був призначений на посаду старшого наукового співробітника.
Механіка руйнування
1917 р. Ґріффіс у співавторстві з Джеффрі Тейлором опублікував роботу, яка стала фундаментальним внеском у розуміння напружень скручування. Автори запропонували використовувати мильні плівки для дослідження розподілу напружень в навантаженому матеріалі: мильну бульбашку розтягують між поверхнями, які представляють краї досліджуваного об'єкта, а забарвлення плівки відтворює інтенсивність напружень. Цей метод застосовували аж поки комп'ютерні програми не дозволили моделювати ці процеси в навантаженому матеріалі.
1920 року А. Ґріффіт на основі досліджень в Королівському авіаційному управлінні опублікував знакову працю з теорії руйнування крихких матеріалів, таких як скло. Ця робота започаткувала розвиток лінійної механіки руйнування. У цій роботі Ґріффіт сформулював енергетичну умову спонтанного (неконтрольованого) поширення крихкої тріщини, коли вивільнена енергія пружної деформації Ue компенсуватиме приріст поверхневої енергії Us двох новоутворених поверхонь руйнування (тріщини):
.
З цієї умови формулюється для плоского напруженого стану:
,
де - критичне напруження, яке спричинятиме спонтанний ріст тріщини завдовжки 2с; - питома поверхнева енергія; Е - модуль нормальної пружності (модуль Юнга).
Критерій Ґріффіта можна інтерпретувати двояко:
1) якщо відома довжина тріщини в крихкому матеріалі, то можна встановити критичне значення напруження, яке зумовить її неконтрольований ріст і наступне крихке руйнування;
2) якщо відоме напруження, яке діє на матеріал, то можна встановити критичну довжину тріщини, яка за цього напруження буде поширюватися спонтанно і зумовить швидке крихке руйнування.
Теорія Ґріффіта справджувалася лише для ідеально крихких аморфних матеріалів, у яких руйнування відбувається практично без участі пластичної деформації. Натомість стосовно кристалічних чи полімерних матеріалів, які руйнуються за участю пластичної деформації, енергія руйнування яких істотно перевищує поверхневу енергію матеріалу, критерій Ґріффіта не міг бути застосований. І лише в 1948 році та Еґон Орован незалежно один від іншого з різною інтерпретацією розвинули в рамках енергетичного балансу Ґріффіта концепцію квазікрихкого руйнування, яка враховувала енергію пластичної деформації під час руйнування.
Газотурбінні двигуни
1926 році А. Ґріффіт опублікував основну роботу "Аеродинамічна теорія проектування турбін", у якій продемонстрував, що низькі характеристики існуючих газових турбін зумовлені недоліком конструкції їх лопатей, і запропонував сучасну форму аеродинамічного профілю для лопатей, що істотно покращило б їх характеристики; він також передбачив напрям розвитку ефективних багатоступеневих осьових газотурбінних двигунів. Запропонована ним рання конструкція стала попередницею турбогвинтового двигуна. За результатами статті Комітет аеронавігаційних досліджень підтримав невеликий експеримент з одноступінчастим осьовим компресором та одноступінчастою осьовою турбіною. Робота була завершена в 1928 р. Після робочих випробувань дослідного екземпляра двигуна на його основі були збудовано кілька двигунів для перевірки різних концепцій. Ця робота підтвердила прогноз Ґріффіта щодо високих коефіцієнтів корисної дії і засвідчує його пріоритет у створення концепції багатоступеневого осьового двигуна.
1938 року Ґріффіт став керівником відділу двигунів Королівського авіаційного управління, а в 1939 році перейшов до компанії Rolls Royce на посаду інженера-дослідника. Спочатку він працював над концептуальним проектуванням турбореактивних двигунів, а згодом над дизайном літаків з вертикальним зльотом. Він вийшов на пенсію в 1960 році, але продовжував працювати консультантом компанії "Роллс Ройс".
Наукові праці
- A.A. Griffith, "Phenomena of rupture and flow in solids, " Philos. Trans. R. Soc. London Ser. A221, 1920, pp. 163—198.
- Griffith, An Aerodynamic Theory of Turbine Design, 1926
Примітки
- Structurae — Ratingen: 1998.
- A.A. Griffith, "Phenomena of rupture and flow in solids, " Philos. Trans. R. Soc. London Ser. A221, 1920, pp. 163—198.
- Griffith, An Aerodynamic Theory of Turbine Design, 1926
Джерела
- http://100.rolls-royce.com/people/view.jsp?id=116 [ 27 вересня 2007 у Wayback Machine.]
- Wyżykowski J., Pleszakow E., Sieniawski J. Odkształcanie i pękanie metali. Warszawa: WNT, 1999. — S. 63 -84. — .
- Дяченко С. С. Фізичні основи міцності та пластичності металів. — Харків: Видавництво ХНАДУ, 2003 . — 226 с.
- Anthony C. Fischer-Cripps. Introduction to Contact Mechanics. Second Edition.Chapter 2. Linear Elastic Fracture Mechanics. — Springer, 2007. P. 31 — 48. .
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Alan Arnold Griffit angl Alan Arnold Griffith 13 chervnya 1893 London 13 zhovtnya 1963 Farnboro anglijskij inzhener osnovopolozhnik teoriyi krihkogo rujnuvannya materialiv rozrobnik teoriyi j konstrukcij turboreaktivnih dviguniv z osovim potokom Chlen Londonskogo Korolivskogo Tovaristva kavaler Ordena Britanskoyi Imperiyi Alan Arnold GriffitNarodivsya 13 chervnya 1893 1893 06 13 1 London Spoluchene KorolivstvoPomer 13 zhovtnya 1963 1963 10 13 1 70 rokiv Farnboro Gempshir d Gempshir Velika BritaniyaKrayina Velika Britaniya Spoluchene KorolivstvoDiyalnist bortinzhener inzhenerAlma mater Liverpulskij universitetZaklad dChlenstvo Londonske korolivske tovaristvoNagorodi chlen Londonskogo korolivskogo tovaristvaOsvitaAlan Griffits zdobuv zdobuv vishu osvitu v galuzi mashinobuduvannya u Liverpulskomu universiteti de jomu pochergovo prisvoyili stupeni bakalavra magistra ta doktora Praktichna i naukova diyalnist1915 roku vin buv prijnyatij yak stazher na Korolivskij aviacijnij zavod U nastupnomu roci vin perejshov u viddil fiziki ta priladiv yakij nezabarom buv perejmenovanij v Korolivske aviacijne upravlinnya RAE britanske naukovo doslidne aviacijne pidpriyemstvo Spershu vono roztashovuvalosya na aerodromi Farnboro RAE Farnborough v Gempshiri 1920 roku vin buv priznachenij na posadu starshogo naukovogo spivrobitnika Mehanika rujnuvannya 1917 r Griffis u spivavtorstvi z Dzheffri Tejlorom opublikuvav robotu yaka stala fundamentalnim vneskom u rozuminnya napruzhen skruchuvannya Avtori zaproponuvali vikoristovuvati milni plivki dlya doslidzhennya rozpodilu napruzhen v navantazhenomu materiali milnu bulbashku roztyaguyut mizh poverhnyami yaki predstavlyayut krayi doslidzhuvanogo ob yekta a zabarvlennya plivki vidtvoryuye intensivnist napruzhen Cej metod zastosovuvali azh poki komp yuterni programi ne dozvolili modelyuvati ci procesi v navantazhenomu materiali 1920 roku A Griffit na osnovi doslidzhen v Korolivskomu aviacijnomu upravlinni opublikuvav znakovu pracyu z teoriyi rujnuvannya krihkih materialiv takih yak sklo Cya robota zapochatkuvala rozvitok linijnoyi mehaniki rujnuvannya U cij roboti Griffit sformulyuvav energetichnu umovu spontannogo nekontrolovanogo poshirennya krihkoyi trishini koli vivilnena energiya pruzhnoyi deformaciyi Ue kompensuvatime pririst poverhnevoyi energiyi Us dvoh novoutvorenih poverhon rujnuvannya trishini d U e U s d c 0 displaystyle frac d U e U s dc 0 Z ciyeyi umovi formulyuyetsya dlya ploskogo napruzhenogo stanu s c r 2 g s E p c displaystyle sigma cr sqrt frac 2 gamma s E pi c de s c r displaystyle sigma cr kritichne napruzhennya yake sprichinyatime spontannij rist trishini zavdovzhki 2s g s displaystyle gamma s pitoma poverhneva energiya E modul normalnoyi pruzhnosti modul Yunga Kriterij Griffita mozhna interpretuvati dvoyako 1 yaksho vidoma dovzhina trishini v krihkomu materiali to mozhna vstanoviti kritichne znachennya napruzhennya yake zumovit yiyi nekontrolovanij rist i nastupne krihke rujnuvannya 2 yaksho vidome napruzhennya yake diye na material to mozhna vstanoviti kritichnu dovzhinu trishini yaka za cogo napruzhennya bude poshiryuvatisya spontanno i zumovit shvidke krihke rujnuvannya Teoriya Griffita spravdzhuvalasya lishe dlya idealno krihkih amorfnih materialiv u yakih rujnuvannya vidbuvayetsya praktichno bez uchasti plastichnoyi deformaciyi Natomist stosovno kristalichnih chi polimernih materialiv yaki rujnuyutsya za uchastyu plastichnoyi deformaciyi energiya rujnuvannya yakih istotno perevishuye poverhnevu energiyu materialu kriterij Griffita ne mig buti zastosovanij I lishe v 1948 roci ta Egon Orovan nezalezhno odin vid inshogo z riznoyu interpretaciyeyu rozvinuli v ramkah energetichnogo balansu Griffita koncepciyu kvazikrihkogo rujnuvannya yaka vrahovuvala energiyu plastichnoyi deformaciyi pid chas rujnuvannya Gazoturbinni dviguni 1926 roci A Griffit opublikuvav osnovnu robotu Aerodinamichna teoriya proektuvannya turbin u yakij prodemonstruvav sho nizki harakteristiki isnuyuchih gazovih turbin zumovleni nedolikom konstrukciyi yih lopatej i zaproponuvav suchasnu formu aerodinamichnogo profilyu dlya lopatej sho istotno pokrashilo b yih harakteristiki vin takozh peredbachiv napryam rozvitku efektivnih bagatostupenevih osovih gazoturbinnih dviguniv Zaproponovana nim rannya konstrukciya stala poperedniceyu turbogvintovogo dviguna Za rezultatami statti Komitet aeronavigacijnih doslidzhen pidtrimav nevelikij eksperiment z odnostupinchastim osovim kompresorom ta odnostupinchastoyu osovoyu turbinoyu Robota bula zavershena v 1928 r Pislya robochih viprobuvan doslidnogo ekzemplyara dviguna na jogo osnovi buli zbudovano kilka dviguniv dlya perevirki riznih koncepcij Cya robota pidtverdila prognoz Griffita shodo visokih koeficiyentiv korisnoyi diyi i zasvidchuye jogo prioritet u stvorennya koncepciyi bagatostupenevogo osovogo dviguna 1938 roku Griffit stav kerivnikom viddilu dviguniv Korolivskogo aviacijnogo upravlinnya a v 1939 roci perejshov do kompaniyi Rolls Royce na posadu inzhenera doslidnika Spochatku vin pracyuvav nad konceptualnim proektuvannyam turboreaktivnih dviguniv a zgodom nad dizajnom litakiv z vertikalnim zlotom Vin vijshov na pensiyu v 1960 roci ale prodovzhuvav pracyuvati konsultantom kompaniyi Rolls Rojs Naukovi praciA A Griffith Phenomena of rupture and flow in solids Philos Trans R Soc London Ser A221 1920 pp 163 198 Griffith An Aerodynamic Theory of Turbine Design 1926PrimitkiStructurae Ratingen 1998 d Track Q3791d Track Q1061861 A A Griffith Phenomena of rupture and flow in solids Philos Trans R Soc London Ser A221 1920 pp 163 198 Griffith An Aerodynamic Theory of Turbine Design 1926Dzherelahttp 100 rolls royce com people view jsp id 116 27 veresnya 2007 u Wayback Machine Wyzykowski J Pleszakow E Sieniawski J Odksztalcanie i pekanie metali Warszawa WNT 1999 S 63 84 ISBN 83 204 2341 4 Dyachenko S S Fizichni osnovi micnosti ta plastichnosti metaliv Harkiv Vidavnictvo HNADU 2003 226 s Anthony C Fischer Cripps Introduction to Contact Mechanics Second Edition Chapter 2 Linear Elastic Fracture Mechanics Springer 2007 P 31 48 ISBN 978 0 387 68188 7