Współczynnik uwalniania energii jako parametr oceny odporności struktury dwufazowej stal-pmma na pękanie w złożonym stanie obciążenia

• Autorzy: Mieczkowski G. , Molski K.

Warianty tytułu

EN

Energy release rate G as a fracture parameter of a bi-material structure steel-pmma with interfacial crack

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań odporności na pękanie struktury stal-PMMA ze szczeliną międzyfazową. Na drodze doświadczalnej wyznaczono krytyczne wartości siły zrywającej oraz zakresy zmian obciążenia w funkcji liczby cykli uruchamiające proces pękania struktury. Badania przeprowadzono dla szeregu próbek o różnych proporcjach między naprężeniami stycznymi i normalnymi, w płaszczyźnie połączenia dwóch materiałów. Zbadano przydatność stosowania współczynnika uwalniania energii G jako parametru określającego wytrzymałość struktury. Wartości krytyczne parametru Gc wyznaczono sposobem doświadczalno - numerycznym polegającym na uwzględnieniu krytycznej wartości obciążenia, w analizie tego zagadnienia, wykonanej metodą elementów skończonych MES.

EN

The present paper deals with experimental approach to critical quasi-static and fatigue fracture conditions for a bimaterial structure steel-PMMA with interfacial crack under complex stress state along the bond. Seven different types of samples were used of various crack lengths and different inclination angles of the bond with respect to the loading direction. Critical values Gc of the energy release rate were determined for all types of specimens using numerical FEM approach and considering maximal forces obtained experimentally. Analysis performed has shown that Gc values were not constant for all types of specimens. Since Gc depends on the inclination angle of the bond some other fracture criteria should be developed to increase accuracy of theoretical models describing fracture processes of interfacial cracks.

Słowa kluczowe

PL

pękanie; odporność na pękanie; MES

EN

cracking; resistance; MES

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Białostockiej
• Czasopismo: Acta Mechanica et Automatica
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 3, no. 2
• Strony: 52--54
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., Wykr.

Twórcy

autor

Mieczkowski G.

autor

Molski K.

• Katedra Budowy i Eksploatacji Maszyn, Wydział Mechaniczny, Politechnika Białostocka, ul. Wiejska 45C, 15-351 Białystok,

Bibliografia

• 1. Brahtz J. H. A. (1933), Stress distribution in a reentrant corner, Trans. ASME, 55, 31-37.
• 2. Dundurs J. (1967), Effect of elastic constants on stress in a composite under plane deformation, J. Comp. Mater., 1, 310.
• 3. Erdogan F. (1963), Stress Distribution in a Nonhomogeneous Elastic Plane with Cracks, Trans. ASME, Ser. E, J. Applied Mechanics, 30, 232-236.
• 4. Mieczkowski G., Molski K. (2005), Stress field singularities for reinforcing fibre with a single lateral crack, Solid Mechanics and Its Applications, 135, 185-192.
• 5. Mieczkowski G., Molski K. L, Seweryn A. (2003), Numeryczne modelowanie pól naprężeń i przemieszczeń w okolicy wierzchołkowej ostrych wtrąceń materiałowych, II Sympozjum Mechaniki Zniszczenia Materiałów i Konstrukcji, 241-246.
• 6. Molski K. L. (2000), Zastosowanie jednostkowej funkcji wagowej w wymiarowaniu konstrukcji metodami mechaniki pękania, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej.
• 7. Molski K. L., Mieczkowski G. (2004a), Local displacement effects in the vicinity of interfacial crack tip, Fracture Mechanics of Materials and Structural Integrity, Academician of NASU V.V. Panasyuk, 325-331.
• 8. Molski K. L., Mieczkowski G. (2004b), Rozkład naprężeń i przemieszczeń w okolicy wierzchołkowej ostrego wtrącenia z jednostronnym wzdłużnym pęknięciem, XII Francusko- Polskie Seminarium Mechaniki, 85-92.
• 9. Molski K. L., Mieczkowski G. (2005), Osobliwości oscylacyjne pola naprężeń dla sztywnego wtrącenia z rozwarstwieniem, Konferencja Naukowa MECHANIKA, Gdańsk, 173-179.
• 10. Murakami Y. (ed.), (1987), Stress Intensity Factors Handbook, Pergamon Press.
• 11. Parton V. Z., Perlin P. I. (1984), Mathematical Methods of the Theory of Elasticity, Mir Publishers, Moscow.
• 12. Salganik R. L. (1963), The Brittle Fracture of Cemented Bodies, Prokl. Mat. Mech., 27.
• 13. Seweryn A. (2003), Metody numeryczne w mechanice pękania, Biblioteka Mechaniki Stosowanej, IPPT PAN.
• 14. Seweryn A., Molski K. L. (1996), Elastic stress singularities and corresponding generalized stress intensity factors for angular corners under various boundary conditions, Eng. Frac. Mech., 55, 529-556.
• 15. Sih G. C., Chen E. P. (1981), Cracks in Composite Materials, Ch.3 (Mechanics of Fracture VI) ed. G. C. Sih, Martinus Nijhoff Publishers, Hague.
• 16. Wolfram S. (2003), The Mathematica Book, 5th ed. Wolfram Media.