Zastosowanie energetycznego kryterium Rychlewskiego do oceny wytężania anizotropowych materiałów wykazujących efekt różnicy wytrzymałości

• Autorzy: Kordzikowski P.

Warianty tytułu

EN

Application of energy-based Rychlewski criterion for assessment of material effort in anisotropic materials revealing strength differential effect /

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy jest zastosowanie energetycznego kryterium J. Rychlewskiego [1, 2], służącego do określenia sprężystych stanów granicznych, do oceny wytężenia w anizotropowych materiałach. Wykorzystano wyniki badań doświadczalnych dla kartonu [3, 4, 5] oraz pianki syntetycznej [6]. Wspólną cechą wymienionych materiałów są różne własności wytrzymałościowe, tzw. efekt różnicy wytrzymałości (ang. Strength Differential Effect), a w konsekwencji asymetria zakresu sprężystego, w zależności od sposobu obciążenia wywołującego dany stan naprężenia w ciele. W pracy sformułowano energetyczne kryterium wytężenia dla anizotropowych materiałów wykazujących SDE. Specyfikację takiego warunku energetycznego przeprowadzono na podstawie analizy warunków wytężenia dla anizotropowych materiałów w połączeniu ze zmierzonymi charakterystykami sprężystymi i wytrzymałościowymi dla kartonu [3, 4, 5] oraz dla pianki syntaktycznej [6]. Przedstawiono również graficzną interpretację asymetrycznego warunku energetycznego w układzie osi własnych. Wykazano, że w każdej ćwiartce tego układu może być inna powierzchnia graniczna, odpowiadająca wytrzymałościowym własnościom materiału określonym na drodze doświadczenia w układzie osi głównych (w przestrzeni naprężeń głównych). Analiza daje podstawę do wyznaczenia tensora stanu granicznego dla anizotropowych materiałów.

EN

The aim of the paper is application of Rychlewski energy-based criterion of limit elastic states [1,2] for the assessment of material effort in anisotropic materials. The available experimental data for paperboard [3, 4, 5], as well as, syntactic foams [6] were used by that. The common feature of the mentioned above materials are differential strength properties, the so called SDE (strength differential effect), and asymmetry of the resulting elastic range depending on the loading mode and the corresponding state of stress in the body. The energy-based criterion of elastic limit states in anisotropic materials revealing the SDE was formulated. The specification of the criterion was based on the analysis of material effort conditions for anisotropic materials in relation with measured experimentally elastic and strength characteristics for paperboard [3, 4, 5] and syntactic foams [6]. The graphical interpretation of the asymmetric energy-based criterion was also displayed in the plane system of eigen-axes (within the space of elastic eigen-states). It was shown that in each quarter of the coordinate system there is different limit surface corresponding to the strength properties, which were determined experimentally in the system of principal axes of stress tensor. The conducted analysis provides the basis for obtaining a limit state tensor for anisotropic materials.

Słowa kluczowe

PL

anizotropowe materiały; efekt różnicy wytrzymałości; energetyczne kryterium wytężenia; karton

EN

anisotropic materials; paperboard; strength differential effect

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Mechanika
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 107, z. 3-M
• Strony: 65--74
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz.,Wz., wykr., rys.,

Twórcy

autor

Kordzikowski P.

• Katedra Wytrzymałości Materiałów, Wydział Inżynierii Lądowej, Politechnika Krakowska

Bibliografia

• [1] Rychlewski J., Elastic energy decomposition and limit criteria, Uspekhi Mekh. – Advances in Mech., 1984, t. 7, 51-80 (po rosyjsku).
• [2] Rychlewski J., Unconventional approach to linear elasticity, Arch. Mech., 1995, t. 47, 149-171.
• [3] Suhling J.C., Rowlands R.E., Johnson M.W., Gunderson D.E., Tensorial Strength Analysis of Paperboard, Exp. Mech., 1985, 75-84.
• [4] Biegler M.W., Mehrabadi M.M., An energy-based constitutive model for anisotropic solids subject to damage, Mechanics of Materials, 1995, t. 19, 151-164.
• [5] Arramon Y.A., Mehrabadi M.M., Martin D.W., Cowin S.C., A multidimensional anisotropic strength criterion based on Kelvin modes, Interational Journal of Solids and Struktures, 37 (2000), 2915-2935.
• [6] Rizzi E., Papa E., Corigliano A., Mechanical behavior of a syntactic foam: experiments and modeling, International Journal of Solids and Structures, 37 (2000), 5773-5794.
• [7] Ostrowska-Maciejewska J., Pęcherski R.B., Anizotropia sprężysta i wytężenie cienkich warstw i powłok, Kraków 2006, IMIM PAN-IPPT PAN, Orekop.
• [8] Kowalczyk K., Ostrowska-Maciejewska J., Pęcherski R.B., An-energy based yield criterion for solids of cubic elasticity and orthotropic limit state, Arch. Mech., 2003, t. 55, 2003, 431-448.
• [9] Pęcherski R.B., Kowalczyk K., Ostrowska-Maciejewska J., Energetyczne kryterium plastyczności dla monokryształów metali o sieci RSC, Rudy Metale, 2001, R 46, 639-644.
• [10] Burzyński W.T., Studjum nad Hipotezami Wytężenia, Nakładem Akademji Nauk Technicznych, Lwów, 1928 (także: Dzieła wybrane, t. 1, PWN, Warszawa, 1982, 67-257).
• [11] Pęcherski R.B., Opracowanie teoretycznych podstaw projektowania powłok gradientowych ze względu na zadane własności i stany graniczne, Konferencja sprawozdawcza PBZ-KBN-100/T08/2003, Kraków, 26-27 lutego 2007, Projektowanie i wytwarzanie funkcjonalnych materiałów gradientowych, Major B. (ed.), ImiM PAN, Kraków 2007.
• [12] Kordzikowski P., Zastosowanie energetycznego kryterium Rychlewskiego do oceny wytężenia anizotropowych cienkich warstw wykazujących efekt różnicy wytrzymałości, Rudy i Metale Nieżelazne, R 52, Nr 11, 2007, 689-695.