Efekty naprężeniowe, deformacyjne i energetyczne w okolicy wierzchołkowej szczeliny z pojedynczym odgałęzieniem

• Autorzy: Boguszewski T. , Molski K.

Warianty tytułu

EN

Analysis of stresses, cod and energy released rate g for branching cracks

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy analizowano pola naprężeń i względne przemieszczenia brzegów niewielkiego pęknięcia powstałego w wierzchołku płaskiej szczeliny pod pewnym kątem do jej płaszczyzny. Wykorzystując metodę elementów skończonych MES zbadano charakter, zasięg oraz wzajemne oddziaływanie sąsiadujących osobliwych pól naprężeń – w okolicy wierzchołkowej odgałęzienia i w ostrym narożu. Dla płaskiego i antypłaskiego stanu odkształcenia określono ilościowe i jakościowe różnice tych oddziaływań w zależności od kierunku nachylenia odgałęzionego pęknięcia i rodzaju obciążenia zewnętrznego. Względne rozwarcie brzegów odgałęzionej szczeliny opisano odpowiednimi funkcjami uwzględniającymi charakter obu osobliwości oraz porównano kształty rozwarcia z przybliżonym rozwiązaniem wynikającym z lokalnych wartości współczynników intensywności naprężeń. Zaproponowano analityczno-numeryczną metodę wyznaczania uogólnionej warto- ści współczynnika uwalniania energii G w takich przypadkach.

EN

Mutual interactions between two neighboring singular stress fields for branching cracks are analyzed. Using the finite element method and ANSYS program, relative crack opening and range of validity of the singular stress fields have been obtained. Some special functions were chosen for describing crack face opening, including two different singular stress field exponents. Numerical results make it possible to explain the influence and applicability of stress intensity factors for such cracks and show qualitatively additional effects and cracking conditions around the crack tip for plane and anti-plane crack problems.

Słowa kluczowe

PL

metoda elementów skończonych; naprężenie; deformacja

EN

finite element method; tension; deformation

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Białostockiej
• Czasopismo: Acta Mechanica et Automatica
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 3, no. 3
• Strony: 9--16
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., Wykr.

Twórcy

autor

Boguszewski T.

autor

Molski K.

Bibliografia

• 1. Boguszewski T., Molski K. (2008), Energetyczne aspekty wzrostu szczelin rozgałęzionych, XVI Francusko-Polskie Seminarium Mechaniki, Instytut PBM PW, Warszawa, 13-20.
• 2. Chatterjee S.N. (1975) The stress field in the neighborhood of a branched crack in infinite elastic sheet, Int. J. Solid Struct., 11.
• 3. Husain M.A., Pu S.L., Underwood J. (1974), Strain energy release rate for a crack under combined Mode-I and II, ASTM STP, 560, 2-28.
• 4. Irwin G.R. (1957), Analysis of stress and strains near the end of crack traversing a plate, Trans. ASME, J. Appl. Mech., 24, 361-365.
• 5. Ishida M., Nishino T., (1982) Formulae of Stress Intensity Factor of Bent Cracks in Plane Problems, Trans. Japan Soc. Mech. Engr., Vol 48-430, 729-738.
• 6. Murakami Y., ed. (1987), Stress Intensity Factors Handbook, Sec. 7, Nonlinear Shaped Cracks in an Infinite Plate, Pergamon Press, 349-372.
• 7. Palaniswamy K., Knauss E.G. (1972), Propagation of a crack under general in-plane tension, Int. J. Fract. Mech., 8, 114-117.
• 8. Seweryn A. (2004), Modelowanie zagadnień kumulacji uszkodzeń i pękania w złożonych stanach obciążeń, Białystok, Wydawnictwo Politechniki Białostockiej, 2004.
• 9. Sneddon I.N. (1946), The distribution of stress in the neighborhood of crack in a elastic solid, Proc. Roy Soc. London, A 187, 229-260,
• 10. Tada H., Paris P., Irwin G.R. (1973), The stress analysis of crack handbook, Boston, Academic Press.