The stress-strain analysis in plates with operational and industrial defects

• Autorzy: Leonavicius M. , Fliotoviene R. , Stupak E.

Warianty tytułu

PL

Analiza rozkładu naprężeń i deformacji w płytach z defektami

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper is devoted to the consideration of such surface defects of the structural elements as cavities, pores, cracks, etc. originating during the casting process. The states of stress and strain produced in the regions of such defects influence the crack formation conditions. The apparatus, necessary to evaluate the plate loading conditions has been designed and tested. Longitudinal and lateral strains at different plate surface points have been determined experimentally. The stress and strain states in the defective locations have been analyzed by modeling the form and magnitude of the defects. It is determined that the maximum principal stresses Sigma max in the stress concentration area can differ by 13% due to its position. It has been pointed out that the crack is generated at the crest of the defect having the shape of an elongated hole. The depth of the crack is below 1mm. Until the crack of different size is situated in the area of concentration effect, it is affected by the stresses of different intensity. Under certain nominal stress, the crack, protruding outside the stress concentration field, may stop propagating. Stress intensity limit factor Lambda Kth is estimated as the criterion to stop propagation of the crack in the defective medium.

PL

Powierzchnia próbek wykonanych z elementów konstrukcyujnych, może mieć defekty powierzchniowe. Są to szczeliny, pustki, pory, które powstają podczas odlewu wielkowymiarowych elementów. Stan naprężeń i odkształceń w okolicy defektów określa warunki powstawania szczelin. Wykonano i zbadano urządzenie do badania próbek w kształcie płyt. Podczas badań laboratoryjnych badano rozkład naprężeń i odkształceń płyt z otworami. Ustalono, że rozkład naprężęń zależy od miejsca wywiercenia otworu, maksymalne naprężenie może różnić się o 13%. Uważa się, że w najbardziej naprężonym punkcie defektu w postaci okrągłego otworu powstaje szczelina, dowolnej długości, której maksymalna wielkość nie przekracza 1 mm. Szczelina jest obciążona działaniem naprężeń dowolnej wielkości dopóki jest ona w otoczeniu stężenia (koncentracji) naprężeń. Przy odpowiedniej wielkości naprężeń nominalnych szczelina przestaje się rozwijać. Wartość graniczną współczynnika intensywności naprężeń przyjmuje się za kryterium zatrzymania szczeliny w otoczeniu defektu.

Słowa kluczowe

PL

naprężenie; deformacja konstrukcji; płyta; defekt powierzchni

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 1999
• Tom: Vol. 45, nr 3
• Strony: 443--452
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Leonavicius M.

• Department of Strength of Materials, Vilnius Gediminas Technical University

autor

Fliotoviene R.

• Department of Structural Mechanics, Vilnius Gediminas Technical University

autor

Stupak E.

• Department of Strength of Materials, Vilnius Gediminas Technical University

Bibliografia

• 1. S. KOCAŃDA, Fatigue strength of metals [in Polish], Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1985, p. 492.
• 2. D.L. McDOWELL, Basic issues in the mechanics of high cycle metal fatigue, Int. J. Fracture, 80, 103-145, 1996.
• 3. Z. KĄCZKOWSKI, Plates-static analysis [in Polish], Arkady, Warszawa 1980, p. 480.
• 4. V.T. TRASHCHENKO, S.M. LYALIKOV, The influence of surface defects on high-cycle fatigue of engineering materials, Strength Problems, 1, 5-16, 1996.
• 5. H. EL HADDAD, K.N. SMITH, T.H. TOPPER, Fatigue crack propagation of short crack, J. Eng. Mat. and Techn., 101, 1, 42-46, 1979.
• 6. A. ŽILIUKAS, Solid mechanics. Theory of elasticity and plasticity. Fracture mechanics [in Lithuanian], Technologija, Kaunas 1994, p. 220.
• 7. ALGOR Processor. Reference Manual, ALGOR Interactive Systems, Inc., 1989.