Πρόβλημα αντοχής υλικών (χαλύβδινη σφαίρα στην άβυσσο)

[kostaspde]

Οριακά μεν αλλά η υδροστατική πίεση δεν είναι μεγαλύτερη στο κάτω μέρος της φραίρας;

[CostasV]

Ακριβως. Βεβαια πόσο μπορεί εαν συρρικνωθεί?

 

Μέχρι το όριο θραύσης που ας πούμε είναι τα 400 MPa (που αντιστοιχούν σε βάθος θάλασσας 40 km).

 

Λέγοντας "δεν υπάρχει ψεγάδι στην εσωτερική της δομή", πιθανώς ο ερωτών να θέλει να πει ότι δεν υπάρχει κάποιο σημείο από όπου "θα αρχίσει να ξηλώνεται η κάλτσα". Αλλά το να μην υπάρχει ψεγάδι είναι πολύ θεωρητικό για να μπορέσουμε να το λάβουμε υπόψη. Εν πάσει περιπτώσει είναι πολύ περισσότερο θεωρητικό από το να υπάρχει θάλασσα με βάθος 40 km.

 

Αν όμως δεχθούμε ότι δεν υπάρχει καμία κρυσταλική ατέλεια στην δομή του χάλυβα, τότε θεωρητικά θα συμπιεστεί υπερβαίνοντας το όριο των 400 MPa. Ποιό είναι το όριο; Πιθανολογώ κάποιο όριο που σχετίζεται με την απόσταση μεταξύ των μορίων στην κρυσταλική δομή του χάλυβα.

[Brasco]

αρχικά η κίνηση της σφαίρας θα είναι επιταχυνόμενη.

από ένα βάθος και μετά θα μειωθεί η επιτάχυνση, θα επιβραδύνει και θα καταλήξει να κάνει φθίνουσα ταλάντωση.

ο χάλυβας είναι σε στέρεα φάση σε Κ.Σ.

σε τρομακτική πίεση αλλάζει η φάση και ΘΑ μετατραπεί σε υγρή μορφή.

Αλλά παράλληλα και το νερό δεν θα είναι όπως το γνωρίζουμε.

Αν δε είναι και θαλασσινό, σε τεράστιες πιέσεις το χλώριο κσι το άλας θα αρχίσουν να οξειδώνουν ταχύτατα τον χάλυβα

[terry]

Τα χλωριοντα μπορει... το αλας δεν το διαβρωνει...

 

Μεσα στο θαλασσινο νερο οξειδωνεται ο χαλυβας??? δεν εχουμε μεταβολη υγρασιας, με τα χλωριοντα δεν ξερω τι γινεται..

[Brasco]

Λογικά το κέντρο της σφαίρας θα αρχίσει να μετατρέπεται σε υγρή μορφή.

[Brasco]

Λογικά το κέντρο της σφαίρας θα αρχίσει να μετατρέπεται σε υγρή μορφή.(τριαξονική φόρτιση πέρα του ορίου διαρροής, αλλαγή κρυσταλλικής δομής σε επίπεδο μορίων ξεκινώντας από το γεωμετρικό κέντρο) Σταδιακά όλη η σφαίρα θα μετατραπεί σε υγρό χάλυβα και θα πάρει την μορφή σταγόνας προκειμένου να έχει την μικρότερη δυνατή οπισθέλκουσα λόγο τριβής με το νερό.

 

Ίσως πάλι πρόκειται για πρόβλημα χημείας και όχι αντοχής υλικών... Το κρυσταλικό πλέγμα του χάλυβα αποτελείται από Fe και C. Όταν υπερβούμε το όριο διαρροής ίσως ο χάλυβας πάθει κάτι σαν ανόπτηση, αποκτήσει τεράστια ολκιμότητα και μετατραπεί σε μια σταγόνα κινούμενη μέσα στην άβυσσο.

 

Αυτό πάλι θα συμβεί στην περίπτωση που η άνωση δεν πάρει τιμή ίση ή μεγαλύτερη από το βάρος της σφαίρας. Ίσως σε τεράστια βάθη η πυκνώτητα του νερού να αυξάνεται όπως και το ειδικό βάρος του αναγκάζωντας την σφαίρα να επιβραδύνει. Ακόμα βαθύτερα στην άβυσσο το νερό είτε θα μετουσιωθεί σε κάτι άλλο είτε θα βρεθεί σε στέρεα μορφή λόγο πίεσης.

[oyabun]

Τώρα σαν μηχανικός δεν μπορώ να εξηγήσω αφού θα έχουμε μείωση της μάζας ομοιόμορφα αυτή η μάζα που θα χαθεί από την συρρίκνωση λογικά αποβάλλεται με την μορφή κάποιας ενέργειας από το σώμα...Πως όμως?!

 

Δεν χάνεται η μάζα, απλά αυξάνεται η πυκνότητα.

 

αρχικά η κίνηση της σφαίρας θα είναι επιταχυνόμενη.

από ένα βάθος και μετά θα μειωθεί η επιτάχυνση, θα επιβραδύνει και θα καταλήξει να κάνει φθίνουσα ταλάντωση.

 

Δεν θα επιβραδυνθεί η σφαίρα διότι η δύναμη της άνωσης είναι πρακτικά σταθερή ανεξαρτήτως βάθους. Απλά θα εξισορρπηθεί κάποια στιγμή η υδροδυναμική αντίσταση με το βάρος της σφαίρας.

 

Λογικά το κέντρο της σφαίρας θα αρχίσει να μετατρέπεται σε υγρή μορφή.(τριαξονική φόρτιση πέρα του ορίου διαρροής, αλλαγή κρυσταλλικής δομής σε επίπεδο μορίων ξεκινώντας από το γεωμετρικό κέντρο)

 

Όσο αυξάνει η πίεση, όλα τα υλικά περνάνε στη στερεή φάση. Όπως ανέφερα και προηγουμένως, δεν υπάρχει διαρροή/πλαστικοποίηση/αστοχία γιατί έχουμε υδροστατική τριαξονική εντατική κατάσταση και δεν υπάρχει εκτροπή των τάσεων.

 

Το απόλυτο όριο για τον σίδηρο, όπου βέβαια το νερό θα έχει υποστεί σύντηξη πολύ πιο νωρίς, είναι το Chandrasekhar limit.

[Ροδοπουλος]

Σαφως θα έχουμε αυξησει της πυκνότητας. Επειδη έχουμε παραδοχη οτι δεν υπαρχει ψεγαδι στην δομή τότε αυτό που γίνεται ειναι οτι το lattice spacing μειωνεται σε σημείο πο το φαινόμενο του διπόλου σταματάει να δίνει απωθηση και δίνει μονο ελξη. Οταν μπούμε σε αυτή την κατάσταση δεν χρειάζεται αλλο βάθος απλα το υλικό που εχει εξαντλησει τους εσωτερικούς μηχανισμούς διαχείρισης ενεργειας (καταναγκασμοί, κλπ) θα μπει σε μια αλυσιδωτη κατάσταση και στο τέλος θα αστοχήσει υπο μορφή σκόνης (ψαθυροτατη θραύση).

[oyabun]

Δεν γνωρίζω αρκετά περί της κρυσταλλικής δομής του χάλυβα. Αφού όμως το φαινόμενο του διπόλου θα δίνει μόνο έλξη, γιατί να αποσυντεθεί η σφαίρα;

 

Ισχύει το ίδιο για καθαρό σίδηρο;

[CostasV]

αρχικά η κίνηση της σφαίρας θα είναι επιταχυνόμενη.

Εάν μιλάμε για σφαίρα με διάμετρο περί το 0,5 m και εάν υποθέσουμε ότι η σφαίρα δεν είναι κοίλη αλλά είναι πλήρης υλικού και ομοιογενής, τότε (εάν υποθέσουμε ότι αρχική της ταχύτητα κατά της είσοδό της στη θάλασσα είναι από 0 έως μερικά μέτρα ανά δευτερόλεπτο) τότε πολύ γρήγορα (στα πρώτα μερικά δευτερόλεπτα) η σφαίρα θα έχει πιάσει την οριακή της ταχύτητα.

 

από ένα βάθος και μετά θα μειωθεί η επιτάχυνση, θα επιβραδύνει και θα καταλήξει να κάνει φθίνουσα ταλάντωση.

Η επιτάχυνση ναι θα μειωθεί, όπως είπαμε παραπάνω, και θα κινείται με την οριακή της ταχύτητα. Αλλά η επιβράδυνση γιατί; Πώς θα προκύψει;

 

ο χάλυβας είναι σε στέρεα φάση σε Κ.Σ.

σε τρομακτική πίεση αλλάζει η φάση και ΘΑ μετατραπεί σε υγρή μορφή.

Πρώτη φορά ακούω κάτι τέτοιο. Υπάρχει τεκμηρίωση για αυτό περί υγρής μορφής;