Criterion for angle prediction for the crack in materials with random structure

• Autorzy: Podgórski J.

Warianty tytułu

PL

Kryterium określania kąta propagacji szczeliny w materiałach o losowej strukturze

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Presented paper contains results of fracture analysis of brittle composite materials with a random distribution of grains. The composite structure has been modelled as an isotropic matrix that surrounds circular grains with random diameters and space position. Analyses were preformed for the rectangular "numerical sample" by finite element method. FE mesh for the examples were generated using the authors' computer program RandomGrain. Fracture analyses were accomplished with the authors' computer program CrackPath3 executing the "fine mesh window" technique. Calculations were preformed in 2D space assuming the plane stress state. Current efforts focus on brittle materials such as rocks or concrete.

PL

Prezentowana praca zawiera wyniki analizy pękania kruchego kompozytu o losowo rozmieszczonych ziarnach. Struktura kompozytu zawiera koliste ziarna o losowo dobranych średnicach i położeniu, otoczone izotropową matrycą. Analizy numeryczne zostały wykonane dla prostokątnej rozciąganej " numerycznej próbki" przy użyciu metody elementów skończonych. Losowy model próbki wygenerowany został przez autorski program RandomGrain, a analiza pękania wykonana została za pomocą innego autorskiego programu CrackPath3, który wykorzystuje technikę przesuwającego się okna o zagęszczonej siatce (fine mesh window). Obliczenia wykonano dla modelu 2D przy założeniu płaskiego stanu naprężenia. Charakterystyki materiału analizowanego modelu zbliżają go do betonu, skał i innych geomateriałów.

Słowa kluczowe

EN

numerical analysis; fracture mechanics; cracks; anisotropy; composites; concrete; rock

PL

analiza numeryczna; mechanika zniszczenia; szczeliny; anizotropia; kompozyty; beton; skała

• Wydawca: AGH University of Science and Technology Press
• Czasopismo: Mechanics and Control
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 30, no. 4
• Strony: 229--233
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Podgórski J.

• Department of Structural Mechanics, Faculty of Civil Engineering and Architecture, Lublin University of Technology, ul. Nadbystrzycka 40, 20-618 Lublin, Poland,

Bibliografia

• Bażant Z. 2002, Concrete fracture models: testing and practice. Engineering Fracture Mechanics, vol. 69, pp. 165-205.
• Carpinteri A., Chiaia B., Cornetti P. 2003, On the mechanics of quasi-brittle materials with a fractal microstructure. Engineering Fracture Mechanics, vol. 70, pp. 2321-2349.
• Lewiński P. 1996, Nieliniowa analiza osiowo-symetrycznych konstrukcji powłokowych. Prace Naukowe PW, vol. 131, Budownictwo, pp. 73.
• Misłmaevsky L. 2007, Computational Mesomechanics of Composites. John Wiley & Sons, Ltd.
• Mier J.G.M. Van, Vliet M.R.A. Van, 2003, Influence of microstructure of concrete on size/scale effects in tensile fracture. Engineering Fracture Mechanics, vol. 70, pp. 2281-2306.
• Podgórski J. 1984, Limit state condition and the dissipation funetion for isotropic materials. Archives of Mechanics, vol. 36, pp. 323-342, http://akropolis.pol.lublin.pl/users/jpkmb/LS.PDF.
• Podgórski J. 1985, General Failure Criterion for Isotropic Media. Journal of Engineering Mechanics ASCE, vol. 111, pp. 188-201, http://akro-polis.pol.lublin.pl/users/jpkmb/FC.PDF.
• Podgórski J. 2002, Influence Exerted by Strength Criterion on Direction of Crack Propagation in the Elastic- Brittle Material Journal of Mining Science, vol. 38 (4), pp. 374-380, Kluwer Academic/Ple-num Publishers, http://akropolis.pol.lublin.pl/users/jpkmb/CP.PDF.
• Podgórski J., Nowicki T., Jonak J. 2006, Fracture analysis of the composites with random structure. IWCMM 16, Sep. 25-25, 2006, Lublin, Poland.
• Podgórski J., Nowicki T. 2007, Fine mesh window techniąue used in fracture analysis of the composites with random structure. CMM-2007 - Computer Methods in Mechanics, June 19-22, 2007, Łódź-Spała, Poland.
• Podgórski J., Sadowski T., Nowicki T. 2008, Crack propagation analysis in the media with random structure by fine mesh window techniąue. WCCM8, ECCOMAS 2008, June 30-July 5, 2008, Venice, Italy.
• Sukumar N., Srolovitz D. J. 2004, Finite element-based model for crack propagation in polycrystalline materials. Computational & Applied Mathematies, Mat. Apl. Comput, vol. 23, No. 2-3, Petropolis May/Dec. 2004.