PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Yield stress modification in the strip yield model

Autorzy
Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Modyfikacja granic plastyczności w modelu pasmowego płynięcia
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
From among of the deterministic models for fatigue crack growth predictions suitable for metallic materials a Strip Yield (SY) model can be considered the most general and powerful crack growth prediction tool owing to its applicability to arbitrary variable amplitude load histories. The SY model based on the conception of plasticity at the crack tip according to Dugdale, modified to accounting for the crack closure phenomena. The original Dugdale model is only valid for plane stress state conditions at the crack tip. Accounting for the triaxial stress conditions at the crack tip requires the yield stress modification, what is usually realized by using the suitable constraint factors. In the paper several concepts of the yield stress modification in the SY model have been described and notified. As it has been concluded the another important role of the constraint factors, in addition to accommodating in the SY model the triaxial stress state, is covering indirectly various processes which do affect crack growth, but cannot be treated in a rigorous way.
PL
Spośród deterministycznych modeli do prognozowanie rozwoju pęknięć zmęczeniowych za koncepcję najbardziej ogólną uważany jest model pasmowego płynięcia (model SY), który może być zastosowany w przypadku dowolnych zmiennoamplitudowej historii obciążenia. Opiera się on na modelu plastyczności w wierzchołku pęknięcia wg Dugdale'a zmodyfikowanym w celu uwzględnienia zjawiska zamykania się pęknięcia spowodowanego uplastycznieniem materiału. Oryginalny model Dugdale'a odnosi się jedynie do płaskiego stanu naprężenia. Uwzględnienie trójosiowego charakteru stanu naprężenia wymaga w związku z tym odpowiedniej modyfikacji granic plastyczności, co dokonywane jest na ogół przy użyciu odpowiednich współczynników skrępowania. W artykule omówiono i poddano ocenie istniejące koncepcje modyfikacji granic plastyczności w modelu pasmowego płynięcia. Wykazano, że poza uwzględnieniem trójosiowego charakteru stanu naprężenia dodatkową istotną rolą współczynników skrępowania w modelu pasmowego płynięcia jest odzwierciedlenie w sposób pośredni szeregu zjawisk wpływających na proces zmęczeniowego rozwoju pęknięcia, których nie można uwzględnić w sposób ścisły.
Rocznik
Strony
150--157
Opis fizyczny
Bibliogr. 29 poz., rys.
Twórcy
  • AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, Kraków, Poland
Bibliografia
  • 1. Beretta S, Carboni M. 2005, A strip yield algorithm for the analysis of clo­sure evaluation near the crack tip, Engineering Fracture Mechanics, vol. 72, pp. 1222-1237.
  • 2. Danielecki S. 1997, Reliability accounting models on fatigue cracks de­velopment, Zagadnienia Eksploatacji Maszyn, vol. 32, No 2(110), pp. 191-204 (in Polish).
  • 3. Daniewicz S.R. 1994, A closed form small-scale yielding collinear strip yield model for strain hardening materials, Engng. Fracture Mech. vol. 49, No. 1, pp. 95-103.
  • 4. Elber W. 1970, Fatigue crack closure under cyclic tension, Engng. Fracture Mech., vol. 2, No. 1, pp. 37-45.
  • 5. Grooteman F.P., Hoeve ten H.J. 2006, ESACRACK Strip Yield variable constraint model, Report No. NLR-CR-2006-390, NLR, The Neth­erlands.
  • 6. Guo W., Wang C.H., Rose L.R.F. 1999, The influence of cross-section­al thickness on fatigue crack growth, Fatigue Fract. Engng. Mater. Struct., vol. 22, No. 5, pp. 437-444.
  • 7. Hoeve ten H.J., Koning de A.U. 1997, Reference Manual of the Strip Yield Module in the NASGRO or ESACRACK Software for the Prediction of Retarded Crack Growth and Residual Strength in Metal Materials, Report No. NLR TR 97012, NLR, The Netherlands.
  • 8. Hoffmann M., Seeger T. 1985, Dugdale solutions for strain hardening ma­terials, [in:] K.H. Schwalbe (Ed.) The Crack Tip Opening Displace­ment in Elastic-Plastic Fracture Mechanics, Workshop on the CTOD Methodology, Geesthacht, Germany, April 1985, pp. 57-77.
  • 9. Koning de A.U., Lieffting G. 1987, Analysis of crack opening behavior by application of a discretized strip yield model, Report No. NLR MP 87065 U, NLR, The Netherlands.
  • 10. Machniewicz T. 2012, Fatigue crack growth prediction in selected metallic materials, AGH University Press - in print (in Polish).
  • 11. McMaster F.J., Smith D.J. 2001, Predictions of fatigue crack growth in aluminium alloy 2024-T351 using constraint factors, Int. J. Fatigue, vol. 23, Suppl., pp. S93-S101.
  • 12. NASA 2002, Fracture mechanics and fatigue crack growth analysis soft­ware. Reference manual Version 4.02, NASA Lyndon B. Johnson Space Center, Texas 2002.
  • 13. Neimitz A. 2004, Modification of Dugdale model to include the work hard­ening and in- and out-of-plane constraints, Engng Fracture Mech., vol. 71, No. 11, pp. 1585-1600.
  • 14. Newman J.C. 1981, A crack closure model for predicting fatigue crack growth under aircraft spectrum loading, [in:] J.B. Chang C.M. Hudson (Ed.) Methods and Models for Predicting Fatigue Crack Growth under Random Loading, ASTM STP 748, Philadelphia, pp. 53-84.
  • 15. Newman J.C. 1982, Prediction of fatigue crack growth under variable-am­plitude and spectrum loading using a closure model, [in:] P.R. Abel- kis, C.M. Hudson (Ed.) Design of Fatigue and Fracture Resistant Structures, ASTM STP 761, Philadelphia, pp. 255-277.
  • 16. Newman J.C. 1992, FASTRAN II—A fatigue crack growth structural anal­ysis program, NASA Technical Memorandum No. 104159. NASA Langley Research Center, Hampton, USA.
  • 17. Newman J.C., Bigelow C.A., Shivakumar K.N. 1993, Three-dimension­al elastic-plastic finite-element analysis of constraint variations in cracked bodies, Engng. Fracture Mech., vol. 46, No. 1, pp. 1-13.
  • 18. Schijve J. 1981 Shear lips on fatigue fractures in aluminium sheet material, Engng Fracture Mech., vol. 14, No. 4, pp. 789-800.
  • 19. Skorupa M. 1996, Empirical trends and prediction models for fatigue crack growth under variable amplitude loading, ECN-R--96 007, Nether­lands Energy Research Foundation (ECN), Petten, The Netherlands
  • 20. Skorupa M. 1998, Load interaction effects during fatigue crack growth under variable amplitude loading — a literature review. Part I: Em­pirical trends, Fatigue Fract. Engng. Mater. Struct. vol. 21, No. 8, pp. 987-1006.
  • 21. Skorupa M., Machniewicz T., Skorupa A., Carboni M., Beretta S. 2002, Experimental and theoretical investigation of fatigue crack closure in structural steel, Proc. of 8th Int. Fatigue Conf. (Fatigue 2002), Stock­holm, Sweden, June 2002, vol. 4/5, pp. 2309-2316.
  • 22. Skorupa M., Machniewicz T., Skorupa A., Beretta S., Carboni M. 2005, Application of the strip—yield crack closure model to crack growth predictions for structural steel, Proc. of 11th Int. Conf. of Fracture (ICF11), Turin, Italy, March 2005, Paper No. 3525.
  • 23. Skorupa M., Skorupa A., Machniewicz T. and Korbel A. 2007a, Calibration of the Strip Yield model for the predictions of crack growth in structur­al steel. Final report on the KBN project 4 T07C 018 26. AGH Univer­sity of Science & Technology, Kraków, Poland (in Polish).
  • 24. Skorupa M., Machniewicz T., Schijve J., Skorupa A. 2007b, Application of the strip yield model from the NASGRO software to predict fatigue crack growth in aluminium alloys under constant and variable am­plitude loading, Engng. Fracture Mech., vol. 74, No. 3, pp. 291-313.
  • 25. Skorupa M., Machniewicz T., Skorupa A. 2009, Crack growth predictions for structural steel using the strip yield model, Proc. of 2nd Inter­national Conference on Material and Component Performance under Variable Amplitude Loading (VAL2), March 23-26, 2009, Darmstadt, Germany, vol. II, pp. 413-422.
  • 26. Sobczyk K., Spencer B.F. 1992, Random Fatigue: From Data to Theory, Academic Press, Boston.
  • 27. Wang G.S., Blom A.F. 1991, A strip model for fatigue crack growth predic­tions under general load conditions, Engng Fracture Mech., vol. 40, no. 3, pp. 507-533.
  • 28. Wang G.S. 1993, The plasticity aspect of fatigue crack growth, Engng. Fracture Mech., vol. 46, No. 6, pp. 909-930.
  • 29. Wang J., Gao J.X., Guo W.L., Shen Y.P. 1998, Effects of specimen thick­ness, hardening and crack closure for the plastic strip model, Theoret. Appl. Fracture Mech., vol. 29, No. 1, p. 49-57.h1Sp://dx.doi.org/10.7494/mech.2012.31.4.158
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-018f8771-59df-4fb4-9f81-ce9d3fb9a4a0
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.