Propozycja trójparametrycznego kryterium pękania materiałów kruchych

• Autorzy: Graba M.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono propozycję nowego kryterium pękania materiałów kruchych, które opiera się na trójparametrycznym analityczno-numerycznym rozwiązaniu opisującym pole naprężeń przed wierzchołkiem pęknięcia w materiałach sprężysto-plastycznych dla zagadnień trójwymiarowych. Proponowane kryterium pękania oparto na założeniu O'Dowda i Shiha, zgodnie z którym, aby doszło do pękania łupliwego naprężenie otwierające powierzchnie pęknięcia powinno osiągnąć krytyczną wartość w pewnej odległości od wierzchołka pęknięcia lub wewnątrz pewnej objętości przed wierzchołkiem pęknięcia. Opierając się na metodzie szacowania rzeczywistej odporności na pękanie zaproponowanej przez O'Dowda, wyprowadzono kryterium pękania materiałów kruchych uwzględniające wpływ grubości elementu konstrukcyjnego (próbki) i jego wymiarów płaskich (długości pęknięcia, szerokości) w postaci wprowadzenia do wzorów teoretycznych odpowiednich parametrów, będących miarami więzów w kierunku grubości (parametr Tm) oraz więzów płaskich (parametr Q*m). Oprócz rozważań teoretycznych dotyczących zaproponowanego kryterium pękania, praca prezentuje charakterystykę programu doświadczalnego oraz wyniki obliczeń numerycznych, co jest elementem niezbędnym do przeprowadzenia weryfikacji proponowanego kryterium pękania.

Słowa kluczowe

PL

materiały kruche; pękanie materiału

EN

brittle materials; material cracking

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT ; Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego
• Czasopismo: Przegląd Mechaniczny
• Rocznik: 2012
• Tom: nr 2
• Strony: 24--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Graba M.

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

Bibliografia

• 1. BS, 1991, BS 7448, Fracture Mechanics Toughness Tests. Method for determination KIC, critical CTOD and critical J values.
• 2. ASTM, ASTM E 1820-05 Standard Test Method for Measurement of Fracture Toughness. American Society for Testing and Materials.
• 3. O'Dowd N.P., Shih C.F., Family of Crack-Tip Fields Characterized by a Triaxiality Parameter - l. 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. Guo W.: Elasto-plastic three dimensional crack border field - l. Singular structure of the field. Engineering Fracture Mechanics, Vol. 46, No. 1/1993, pp. 93 - 104.
• 6. Guo W.: Elasto-plastic three dimensional crack border field - II. Asymptotic solution for the field. Engineering Fracture Mechanics, Vol. 46, No. 1/1993, pp. 105- 113.
• 7. Guo W.: Elasto-plastic three dimensional crack border field - III. Fracture parameters. Engineering Fracture Mechanics, Vol. 51, No. 1/1995, pp. 51-71.
• 8. Gałkiewicz J., Graba M.: Algorithm for Determination of σij(n, Ө), єij(n, Ө), uj(n, Ө), dn(n), and ln(n). Functions in Hutchinson-Rice-Rosengren Solution and its 3D Generalization. Journal of Theoretical and Applied Mechanics, Vol. 44, No. 1/2006, pp. 19 - 30.
• 9. 0'Dowd N. P.: Application of Two Parameter Approaches in Elastic-Plastic Fracture Mechanics, Engineering Fracture Mechanics, Vol. 52, No. 3/1995, pp. 445-465.
• 10. 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.
• 11. Graba M.: Opis pól naprężeń w materiałach sprężysto-plastycznych - zagadnienie 3D. Materiały Konferencyjne XI Krajowej Konferencji Mechaniki Pękania. Kielce - Cedzyna; abstrakt drukowany: ss. 33 - 34; artykuł w formie elektronicznej na CD.
• 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.
• 13. Neimitz A., Graba M.: Analytical-numerical Hybrid Method to Determine the Stress Field in Front of the Crack in 3D Elastic-plastic Structural Elements. Materiały XVII ECF; Brno - Czechy, wrzesień 2008, Book of abstracts, p. 85.
• 14. Graba M.: Numeryczno-analityczny opis pól naprężeń przed frontem pęknięcia w materiałach sprężysto-plastycznych dla zagadnień trójwymiarowych (część l), Przegląd Mechaniczny nr 11/2010, ss. 34 - 45.
• 15. Graba M.: Numeryczno-analityczny opis pól naprężeń przed frontem pęknięcia w materiałach sprężysto-plastycznych dla zagadnień trójwymiarowych - parametry więzów geometrycznych (część II). Przegląd Mechaniczny, nr 1/2011, ss. 32 - 43.
• 16. Ritchie R.O., Knott J.F,, Ftice J.R.: 1973, On The Relationship Between Critical Tensile Stress and Fracture Toughness in Mild Steel, Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 1973, Vol. 21, pp. 395-410.
• 17. Neimitz A., Dzioba I., Molasy R., Graba M.: Wpływ więzów na odporność na pękanie materiałów kruchych, Materiały XX Sympozjum Zmęczenia i Mechaniki Pękania, Bydgoszcz-Pieczyska, 27 - 30 kwietnia 2004 r., ss. 265 - 272.
• 18. 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.
• 19. ADINA 8.4.1, ADINA: User Interface Command Reference Manual - Volume l: ADINA Solids, Report ARD 06-7, ADINA R&D, Inc., 2006.
• 20. ADINA 8.4.1, ADINA: Theory and Modeling Guide-Volume l: ADINA, Report ARD 06-7, ADINA R&D, Inc., 2006.
• 21. Broek D.: Elementary Engineering Fracture Mechanics, 1978, Sijthoff&Noordhoff, Alphen aan den Rijn, The Netherlands.