Forskare har analyserat mekanismerna bakom den dynamiska fragmenteringen av duktila metalliska material som uppvisar stora permanenta deformationer när de utsätts för svår mekanisk belastning. Tidigare, man trodde att dynamisk fragmentering utlöstes av materialets inneboende defekter. Vad denna forskning antyder är att nyckelmekanismen kanske inte är porositeten hos det metalliska materialet, men tröghetseffekter.

En av författarna till studien, Komi Espoir N"Souglo, säger, "Vi har utvecklat en enkel analytisk modell för att belysa mekanismerna som kontrollerar dynamisk fragmentering i porösa metaller som används inom flygindustrin och den civila säkerhetssektorn."

Medförfattare José Antonio Rodríguez från avdelningen för kontinuummekanik och strukturanalys säger, "Detta arbete ger ett nytt tillvägagångssätt för att analysera och designa strukturer för vilka det är viktigt att förutsäga och kontrollera storleken på de fragment som bildas när ett metalliskt material spricker under stötbelastning." Uppsatsen publicerades i tidskriften Proceedings of the Royal Society A .

Möjliga tillämpningar

Identifieringen av mekanismerna som styr dynamisk fragmentering av ett skyddande strukturmaterial kommer att leda till optimering av tillverkningsprocesser, minska kostnaderna och förbättra kvaliteten på slutprodukterna. Till exempel, skyddsstrukturer för industrianläggningar som kärnkraftverk måste motstå extrema mekaniska belastningar som explosioner och stötar utan att splittras, på så sätt bibehålla sin lastbärande förmåga. "Denna kunskap kan också tillämpas vid utformning av strukturer som lätt kan fragmenteras, som i fallet med rymdskräp som ibland faller ner på jordens yta. I detta fall, syftet är att under atmosfäriskt återinträde, rymdskrotet kommer att splittras så att strukturerna som så småningom når jordens yta inte är av stor storlek, " förklarar forskarna.