Algorytm numerycznego wyznaczania wytrzymałości resztkowej poszycia statków powietrznych.

• Autorzy: Leski A.

Warianty tytułu

EN

The algorithm of the numerical prediction of the airplane skin residual strength.

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono algorytm numerycznej symulacji procesu darcia blach duralowych, na podstawie którego można wyznaczyć wytrzymałość resztkową. Jako kryterium pękania przyjęto kąt rozwarcia szczeliny (crack tip opening angle - CTOA). Implementację numeryczną algorytmu wykonano w postaci procedury dołączanej do komercyjnego programu MSC.Marc. Aplikacja kryterium CTOA w programie MSC.Marc łączy ze sobą zalety pracy z własnym kodem programu z olbrzymimi możliwościami, jakie oferuje pakiet komercyjnego oprogramowania. W artykule przedstawiono przykład zastosowania algorytmu wraz z oryginalną procedurą w języku FORTRAN.

EN

In this paper an algorithm of numerical simulation of ductile tearing in aircraft fuselages subjected to widespread fatigue damage is presented. Using this algorithm the residual strength of a cracked airplane skin can be calculated. The crack tip opening angle was chosen as a crack criterion. The numerical implementation was performed as an additional procedure for commercial finite element software MSC.Marc. The application of the CTOA criterion inside the MSC.Marc code combines both the advantage of own code knowledge and huge possibilities of a commercial software. The algorithm makes use of UFORMS subroutine. Originally this subroutine was designated to modify the definition of a constraint condition. Marc's capability for applying arbitrary homogeneous constraints between nodal displacements was applied to fracture simulation. The accompanied procedure in the FORTRAN language is also enclosed. In the paper an example of using the algorithm is presented.

Słowa kluczowe

PL

wytrzymałość resztkowa; modelowanie numeryczne; kryterium pękania; kąt rozwarcia szczeliny

EN

residual strength; numerical simulation; crack criterion; crack tip opening angle

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Zagadnienia Eksploatacji Maszyn
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 40, nr 2
• Strony: 47--58
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz.

Twórcy

autor

Leski A.

• Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych, ul. Ks. Bolesława 6, 01-494 Warszawa, tel. [phone]

Bibliografia

• [1] Anderson T.L.: Fracture Mechanics: Fundamentals and Applications, second edition. CRC Press, London 1995.
• [2] Broberg B.K.: Cracks and Fracture. Academic Press, London 1999.
• [3] Chen Ch.S., Wawrzynek P.A., Ingraffea A.R.: Crack Growth Simulation and Residual Strength Prediction in Airplane Fuselages. Raport NASA/CR-1999-209115, Cornell University, Ithaca, New York USA 1999.
• [4] Chen Ch.S., Wawrzynek P.A., Ingraffea A.R.: Methodology for Fatigue Crack Growth and Residual Strength Prediction with Applications to Aircraft Fuselages. Computational Mechanics, 527-532, 1997.
• [5] Dawicke D.S., Newman J.C., Bieglow C.A.: Tree-Dimensional CTOA and constraint Effects During Stable Tearing in a Thin-Sheet Material. Fracture Mechanics, Vol.26, edited by Reuter et al., American Society of Testing and materials, Philadelphia, 1995, pp. 223-242.
• [6] Dawicke D.S., Newman J.C.: Evaluation of Various Fracture Parameters for Predictions of Residual Strength in Sheets with Multi-Site Damage. First joint DoD/FAA/NASA Conference on Aging Aircraft, Ogden, Utah, July 1997.
• [7] Dawicke D.S., Sutton M.A., Newman J.C. Jr., and Bigelow C.A.: Measurement and Analysis of Critical CTOA for an Aluminum Alloy Sheet. In Fracture Mechanics: 25th Volume, ASTM STP 1220, Philadelphia, pp. 358-379, 1995.
• [8] Klysz S.: Raport z badań statycznego rozciągania materiału (Raport poprawiony) nr 2/03, ITWL, Warszawa 2003.
• [9] MSC.Marc Volume D: User Subroutines and Special Routines, Version 2001. Software documentation. April, 2001.
• [10] Starnes J.H, Rose C.A.: Stable Tearing and Buckling Response of Unstiffened Aluminum Shells with Long Cracks. Second Joint DoD/FAA/NASA Conference on Aging Aircraft, Williamburg, VA, August-September 1998.
• [11] Sutton M.A., Deng X., Mahgoub J. Zuo: Recent Progress in 3-D Modeling of Stable Tearing Crack Growth. 6th Joint FAA/DoD/NASA Aging Aircraft Conference Sept. 16-19, 2002.
• [12] Wawrzynek P.A., Ingraffea A.R.: FRANC3D & STAGS. Thin Shell. Tutorial Version 2.6, 2003.