Wpływ długości pęknięcia i stałych materiałowych na poziom maksymalnych naprężeń rozwierających powierzchnie szczeliny w p.s.o. przy założeniu dużych odkształceń

• Autorzy: Graba M.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy zaprezentowano katalog rozwiązań numerycznych dla próbek trójpunktowo zginanych, zawierających pęknięcie, uzyskanych dla przypadku dominacji płaskiego stanu odkształcenia przy założeniu w analizie dużych odkształceń. Podano szczegóły budowy modelu numerycznego, a także omówiono wpływ granicy plastyczności, wykładnika umocnienia w prawie Ramberga-Osgooda oraz długości pęknięcia na wartość naprężeń maksymalnych rozwierających powierzchnie szczeliny oraz ich położenie przed wierzchołkiem pęknięcia. Uzyskane wyniki aproksymowano prostymi wzorami matematycznymi.

EN

There were presented catalogue of numerical solutions for three-point bended samples with the crack, obtained for the case of plane strain state domination when large deformations were analyzed. Details of numerical model were given, and the impact of yield, the strengthening of the exponent in Ramberg-Osgood law and crack length on maximum stress value that open out the surface of the crack and their location in front of the tip of the crack. Obtained results were approximated with simple mathematical formulas.

Słowa kluczowe

PL

pękanie materiału; odkształcenie; materiały nieliniowe

EN

material cracking; strain; nonlinear materials

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT ; Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego
• Czasopismo: Przegląd Mechaniczny
• Rocznik: 2011
• Tom: nr 10
• Strony: 13--21
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Graba M.

• Politechnika Świętokrzyska, Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn, Katedra Podstaw Konstrukcji Maszyn

Bibliografia

• 1. Hutchinson J.W.: Singular Behaviour at the End of a Tensile Crack in a Hardening Material. Journal of the Mechanics and Physics of Solids, No. 16/1968, pp. 13-31.
• 2. Rice J.R., Rosengren G.F.: Plane Strain Deformation Near Crack Tip in a Power-law Hardening Material. Journal of the Mechanics and Physics of Solids, No. 16/1968, pp. 1 - 12.
• 3. O'Dowd N.P., Shih C.F.: Family of Crack-Tip Fields Characterized by a Triaxiality Parameter - I. Structure of Fields. J. Mech. Phys. Solids, Vol. 39, No. 8/1991, pp. 989 - 1015.
• 4. O'Dowd N.P., Shih C.F.: Family of Crack-Tip Fields Characterized by a Triaxiality Parameter - II. Fracture Applications. J. Mech. Phys. Solids, Vol. 40, No. 5/1992, pp. 939 - 963.
• 5. Al-Ani A., Hancock J.W.: J-Dominance of Short Cracks in Tension and Bending, Journal of Mechanics and Physics of Solids, Vol. 39, No. 1/1991, pp. 23-43.
• 6. O'Dowd N.P.: Application of Two Parameter Approaches in Elastic-Plastic Fracture Mechanics, Engineering Fracture Mechanics, Vol. 52, No. 3/1995, pp. 445 - 465.
• 7. O'Dowd N.P., Shih C.F., Dodds R.H. Jr. The Role of Geometry and Crack Growth on Constraint and Implications for Ductile/Brittle Fracture, Constraint Effects in Fracture Theory and Applications: Second Volume, ASTM STP 1244, Mark Kirk and Ad Bakker, Eds., American Society for Testing and Materials, Philadelphia, 1995, pp. 134- 159.
• 8. Brocks W., Cornec A., Scheider I.: Computational Aspects of Nonlinear Fracture Mechanics, Bruchmechanik, GKSS-Forschungszentrum, Geesthacht, Germany, Elsevier, 2003, pp. 127-209.
• 9. Brocks W., Scheider I.: Reliable J-Values. Numerical Aspects of the Path-Dependence of the J-integral in Incremental Plasticity, Bruchmechanik, GKSS-Forschungszentrum, Geesthacht, Germany, Elsevier, 2003, pp. 264 - 274.
• 10. Graba M., Gałkiewicz J.: Wpływ modelu wierzchotka pęknięcia na wyniki uzyskane metoda. elementów skończonych, Materiały Konferencyjne X Krajowej Konferencji Mechaniki Pękania, Opole-Wista 11 - 14 września 2005; ss. 323-332.
• 11. Graba M., Gałkiewicz J.: Influence of the Crack Tip Model on Results of the Finite Element Method, Journal of Theoretical and Applied Mechanics, Warsaw, Vol. 45, No. 2/2007, pp. 225 - 237.
• 12. Graba M.: Numeryczna analiza pól mechanicznych przed frontem szczeliny w ośrodkach sprężysto-plastycznych. Zagadnienia 3D. Praca doktorska, Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce 2009.
• l3. Ritchie R.O., Knott J.F., Rice J.R.: On The Relationship Between Critical Tensile Stress and Fracture Toughness in Mild Steel, Journal of the Mechanics and Physics of Solids, Vol. 21,1973, pp. 395-410.
• 14. Neimitz A., Graba M., Gałkiewicz J.: Alternatywna wersja lokalnego kryterium pękania Ritchie'ego-Knotta-Rice'a, Materiały XXI Sympozjum Zmęczenia i Mechaniki Pękania; Bydgoszcz - Pieczyska, maj 2006, ss. 293 - 300.
• 15. Neimitz A., Graba M., Gałkiewicz J.: New Formulation of the Ritchie, Knot and Rice Hypothesis, Materiały XVI ECF; Aleksandria - Grecja, czerwiec - lipiec 2006 r., artykuł w formie elektronicznej na CD.
• 16. Neimitz A., Graba M., Gałkiewicz J,: An Alternative Formulation of the Ritchie-Knott-Rice Local Fracture Criterion, Engineering Fracture Mechanics, Vol. 74, 2007, pp. 1308- 1322.
• 17. ASTM: ASTM E 1820-05.. Standard Test Method for Measurement of Fracture Toughness. American Society for Testing and Materials.
• 18. ADINA 8.4.1, ADINA: User Interface Command Reference Manual - Volume I: ADINA Solids, Report ARD 06-7, ADINA R&D, Inc., 2006.
• 19. ADINA 8.4.1, ADINA: Theory and Modeling Guide -Volume I: ADINA, Report ARD 06-7, ADINA R&D, Inc., 2006.
• 20. Neimitz A.: Mechanika pękania, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 1998.
• 21. McMeeking R.M., Parks D.M.: On Criteria for J-dominance of Crack Tip Fields in Large Scale Yielding, ASTM STP 668, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, 1979, pp. 175-194.
• 22. Rice J.R., Johnson M.A.: The Role of Large Crack Tip Geometry Changes in Plane Strain Fracture, in Inelastic Behaviour of Solids, M.F. Kanninen, McGraw-Hill, 1970, pp. 641 -672.
• 23. Neimitz A.: Ocena wytrzymałości elementów konstrukcyjnych zawierających pęknięcia (podstawowe elementy procedur SINTAP), Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej w Kielcach, Kielce 2004.
• 24. Graba M., Neimitz A.: Doswiadczalno-numeryczna analiza pękania stali ferrytycznej 13HMF, Materiały XXII Sympozjum Zmęczenia i Mechaniki Pękania; Bydgoszcz - Pieczyska, maj 2008, ss. 111-119.
• 25. Dzioba I., Gajewski M.: Wpływ obróbki cieplnej na właściwości tali ferrytycznej 13HMF, Materiały XXII Sympozjum - Zmęczenie i Mechanika Pękania, maj 2008, ss. 77 - 84.
• 26. Kumar V., German M.D., Shih C.F.: An Engineering Approach for Elastic-Plastic Fracture Analysis, EPRI Report NP-1931, Electric Power Research Institute, Palo Alto, CA., 1981.
• 27. SINTAP: SINTAP: Structural Integrity Assessment Procedures for European Industry. Final Procedure, Brite-Euram Project No BE95-1426. - Rotherham: British Steel, 1999.
• 28. FITNET: FITNET Report, (European Fitness-for-service Network), Edited by M. Kocak, S. Webster, J.J. Janosch, R.A. Ainsworth, R. Koers, Contract No. G1RT-CT-2001-05071, 2006.