Alan Arnold Griffith: differenze tra le versioni

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Griffith conseguì inizialmente una [[Laurea|laurea]] in ingegneria meccanica, seguita da un Master e da un [[Dottorato di Ricerca]] presso l'[[Università]] di [[Liverpool]]. Nel [[1915]] viene accettato come tirocinante presso la [[Royal Aircraft Factory]], prima di essere aggregato al Dipartimento di Fisica e Strumentazione negli anni seguenti, quando l'azienda assunse il nome di [[Royal Aircraft Establishment]] (RAE).
 
Alcuni dei primi lavori di Griffith rimangono a tutt'oggi ampiamente in uso. Nel [[1917]], insieme a [[G. I. Taylor]], propose l'uso di una patina di sapone come metodo di studio dei problemi di tensione. In questo metodo, una bolla di sapone viene "stirata" tra diversi fili che rappresentano i margini dell'oggetto da studiare, e la colorazione della superficie della bolla mostra le linee di tensione. Questo metodo, con altri simili, venne usato fino agli [[Anni 90|anni '90]], quando divennero disponibili [[Computer|computer]] con potenze tali da consentire il calcolo di tali linee con metodi numerici.
 
Griffith è ancora più conosciuto per uno studio teorico sulla natura della tensione e della rottura nei metalli. All'epoca, veniva generalmente accettato che la resistenza di un materiale fosse pari a '''E/10''', dove '''E''' rappresenta il [[Modulo elastico|modulo elastico]] o [[Modulo di Young|modulo di Young]] per tale materiale. Tuttavia era ben noto che questi materiali spesso arrivavano a rottura a valori anche 1.000 volte inferiori di quello così calcolato. Griffith scoprì che esistevano numerose [[Microfrattura|microfratture]] in ogni materiale, e ipotizzò che queste microfratture abbassassero la resistenza complessiva del materiale stesso. Questo avviene perché qualsiasi vuoto in un materiale solido provoca una concentrazione della tensione, il che porta la tensione stessa a raggiungere il valore E/10 all'altezza della microfrattura molto prima di quanto avvenga per il solido nel suo insieme.
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Da questo studio, Griffith formulò la sua teoria della frattura fragile, utilizzando il concetto di energia di tensione elastica. La sua teoria descrisse il comportamento della propagazione delle fratture in un corpo ellittico considerando l'energia implicata. L'equazione sostanzialmente stabilisce che, quando una microfrattura riesce a propagarsi abbastanza da fratturare un solido, il guadagno in energia superficiale è aguale alla perdita di energia di coesione, ed è considerata la principale equazione per descrivere la frattura fragile. Poiché l'energia di tensione rilasciata è direttamente proporzionale al quadrato della lunghezza della microfrattura, soltanto quando questa è relativamente corta l'energia richiesta per espandersi supera l'energia disponibile. Oltre la lunghezza critica di Griffith, la frattura diviene pericolosa.
 
Il lavoro, pubblicato nel [[1920]], produsse cambiamenti sostanziali in molte industrie. In questo modo, improvvisamente, l'indurimento dei materiali dovuto a processi come la [[Laminazione a freddo|laminazione a freddo]] non fu più misterioso. I progettisti di velivoli compresero immediatamente il motivo per cui i loro progetti andavano a rottura anche se erano stati costruiti molto più forti di quanto fosse necessario, e subito iniziarono a lavorare i metalli usati in modo da rimuovere le microfratture. Il risultato fu una serie di progetti particolarmente riusciti negli [[Anni 30|anni '30]], come il [[Boeing 247]]. Questa ricerca venne successivamente generalizzata negli [[Anni 50|anni '50]] da [[G. R. Irwin]], applicandola a quasi tutti i materiali, non soltanto quelli rigidi.
 
Nel [[1926]] Griffith pubblicò una ricerca, ''An Aerodynamic Theory of Turbine Design''. Egli dimostrò che il misero rendimento delle turbine esistenti era dovuto a un difetto del loro disegno, che portava le pale a lavorare ''in stallo'', e propose una forma [[Aerodinamica|aerodinamica]] per le pale che avrebbe aumentato il loro rendimento in misura rilevante. La pubblicazione proseguiva descrivendo un [[Motore|motore]] che utilizzava un [[Compressore assiale|compressore assiale]] ed una [[Turbina|turbina]] a due stadi, il primo dei quali dava energia al compressore, mentre il secondo era un condotto di potenza destinato a dare energia al [[Propellente|propellente]]. Questo primo progetto rappresentò il precursore del [[Motore a turbina|motore a turbina]]. Conseguentemente alla pubblicazione dello studio, l'[[Aeronautical Research Committee]] finanziò un esperimento in scala ridotta con un compressore assiale ed una turbina assiale, entrambi ad un solo stadio. Il lavoro fu completato nel [[1928]] con un progetto di prototipo funzionante, ma per qualche motivo l'esperimento fu sospeso a quel punto.