Experimental Analysis of Propagation of Plastic Zones in Two-Dimensional Problems

• Autorzy: Kozłowska B.

Identyfikatory

DOI

10.2478/v10180-012-0021-2

Warianty tytułu

PL

Eksperymentalna analiza propagacji stref plastycznych w zagadnieniach dwuwymiarowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper, the author presents experimental analysis of propagation of plastic zones in two-dimensional models with different stress concentrators. The experimental tests were carried out by photoelastic coating method on duralumin stripes loaded by tensile stresses. For various levels of loading, the photographs of isochromatic pattern were taken under loading and after removing loading. On the basis of isochromatic pattern recorded for loaded models, the boundaries of plastic zones were determined using the Treska-Coulomb yield condition. The isochromatic pattern taken for the unloaded, but previously partly plastified elements, show the picture of the residual strain remaining in the material. A discussion of the results is presented.

PL

W pracy przedstawione zostały wyniki badań przeprowadzonych metodą elastooptycznej warstwy powierzchniowej na płaskich modelach elementów konstrukcyjnych osłabionych koncentratorami naprężeń (otworami) o różnych kształtach. Modele, wykonane z duraluminium, zostały obciążone równomiernie rozłożonymi na końcach naprężeniami rozciągającymi wywołującymi częściowe uplastycznienie materiału. Na wybranych poziomach obciążenia zostały zarejestrowane obrazy izochrom, które posłużyły do wyznaczenia granic obszarów uplastycznionych metodą izochromy granicznej (przy wykorzystaniu hipotezy Treski-Coulomba). Po każdym etapie obciążenia, modele były całkowicie odciążane i wtedy ponownie rejestrowano obrazy izochrom (resztkowych), które odzwierciedlają stan odkształceń trwałych pozostałych w materiale po obciążaniu modelu powyżej granicy plastyczności. W pracy została przeprowadzona dyskusja otrzymanych wyników.

Słowa kluczowe

EN

mechanics of solids; experimental methods; elastic-plastic state

PL

mechanika ciała stałego; metody eksperymentalne; stan elastoplastyczny

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. LIX, nr 4
• Strony: 397--411
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., fot., rys.

Twórcy

autor

Kozłowska B.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Mechatronical Engineering, ul. Św. Andrzeja Boboli 8, 02-525 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Blum A., Kubiak T., Niezgodziński T.: Analiza wpływu trwałych odkształceń dźwigarów mostowych na rozwój pęknieć lamelarnych. Mat. XXI Sympozjum Mechaniki Eksperymentalnej Ciała Stałego, Jachranka 2006, 155-160.
• [2] Diaz E.V., Armas A.E, Kaufmann G.H., Galizzi G.E.: Fatigue Damage Accumulation around a Notch Using a Digital Image Measurement System. Experimental Mechanics 44(3), 2004, 241-246.
• [3] Haldrup K., Nielsen S.F., Wert J.A.: A General Methodology for Full-Field Plastic Strain Measurements Using X-ray Absorption Tomography and Internal Markers. Experimental Mechanics 48(2), 2008, 199-211.
• [4] Jodłowski H.: Doświadczalne wyznaczanie stref plastycznych w stalach z wyraźną granicą plastyczności. Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej – Mechanika z. 217, Oficyna Wyd. PW, Warszawa 2007, 43-48.
• [5] Kapkowski J.: Analiza sprężysto-plastyczna jarzma połączenia sworzniowego. Mechanika Teoretyczna i Stosowana 16(4), 1978, 457-466.
• [6] Kapkowski J., Kozłowska B.: Elastic-plastic strain analysis by photoelastic coating method. J. of Theoretical and Applied Mechanics 3(31), 1993, 493-512.
• [7] Kozłowska B.: Doświadczalna analiza plastycznego zniszczenia elementów konstrukcji. Prace Naukowe Politechniki Radomskiej – Transport 3(23) 2005, s. 283-288.
• [8] Kozłowska B.: Analiza odkształceń trwałych w modelach elementów konstrukcyjnych. 13 Polish-Ukrainian Transactions, Theroretical Foundations of Civil Engineering, Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa 2005, 469-472.
• [9] Kozłowska B.: The investigation of elastic-plastic states by photoelastic coating method. Proc. of 25th DANUBIA-ADRIA Symposium on Advances in Experimental Mechanics, České Budějovice 2008, 129-130.
• [10] Kozłowska B.: Strain and stress analysis in the elastic-plastic state by photoelastic coating method. Proc. of 26th DANUBIA-ADRIA Symposium on Advances in Experimental Mechanics, Leoben 2009, 117-118.
• [11] Livieri P., Nicoletto G.: Elastoplastic Strain Concentration Factors in Finite Thickness plates. Journal of Strain Analysis 38(1), 2003, 31-36.
• [12] Nagy V., Bozóky L., Borbás L.: The mechanical and the geometrical state of railway vehicle carriages. Proc. of 25th DANUBIA-ADRIA Symposium on Advances in Experimental Mechanics, České Budějovice, 2008, 181-182.
• [13] Pacey M.N., James M.N., Patterson E.A.: A New Photoelastic Model for Studying Fatigue Crack Closure. Experimental Mechanics 45(1), 2005, 42-52.
• [14] Padmanabhan S., Hubner J.P., Kumar A.V., Ifju P.G.: Load and Boundary Condition Calibration Using Full-field Strain Measurement. Experimental Mechanics 46(5), 2006, 569-578.
• [15] Pastrama S.D., Iliescu N., Atanasiu C.: Photoelastic analysis for overdeterministic calculation of the stress intensity factor. Proc. of 22nd DANUBIA-ADRIA Symposium on Advances in Experimental Mechanics, Parma 2005, 45-46.
• [16] Song S.H., Choi B.H.: Effect of Plastic Zone on the Fatigue Crack Propagation Behavior between Two Fatigue Cracks. Experimental Mechanics 41(3), 2001, 225-231.
• [17] Vukić L., Živković M., Vuković M., Slavković R.: Experimental-numerical method of determination of the most appropriate technology of spot welding. Proc. of 25th DANUBIA-ADRIA Symposium on Advances in Experimental Mechanics, České Budějovice 2008, 149-150.
• [18] Wung P., Walsh T., Ourchane A., Stewart W., Jie M.: Failure of Spot Welds under in-plane Static Loading. Experimental Mechanics 41(1), 2001, 100-106.
• [19] Zandman F., Redner S., Dally J.W.: Photoelastic coatings. SESA Monograph 3, Westport, 1977.
• [20] Zhang J.: Two-dimensional in-plane electronic speckle pattern interferometer and its application to residual stresses determination. Opt. Eng. 37(8), 1998, 2402-2409.
• [21] Życzkowski M.: Obciążenia złożone w teorii plastyczności, PWN, Warszawa 1975.