Growth of plastic zones due to heat loading near a closed interface crack

Kit, H.; Martynyak, R.; Kryshtafovych, A.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Growth of plastic zones due to heat loading near a closed interface crack

Autorzy

Kit H. , Martynyak R. , Kryshtafovych A.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Rozwój stref plastycznych wokół międzyfazowej zamkniętej szczeliny, spowodowany strumieniem cieplnym

Konferencja

The Second Polish-Ukrainian Conference "Current Problems of Mechanics of Nonhomogeneous Media" (2; 11-13.09.1997; Warszawa, Polska)

Języki publikacji

Abstrakty

A bimaterial consisting of two conjugated half-planes possessing different thermophysical characteristics, with an interface crack closed due to external pressure is considered. The growth of interface plastic zones near the crack tips, caused by a heat flow and thermal resistance of crack faces, is investigated. The complex potentials of the problem that define main characteristics of the bimaterial thermal stress state are expressed in terms of interface jump discontinuities of temperature and tangential displacements, which simulate the crack and plastic zones. A system of singular integro-differential equations in these functions is obtained. The length of plastic zones is derived from the condition for interface shear stress boundedness in the tips of these zones. The closed form expresions for the displacement jumps of the bimaterial components and the plastic zones length are obtained for a certain thermal resistance.

Praca poświęcona jest analizie utworzenia cienkich stref plastycznych wokół końców szczeliny umieszczonej na międzyfazowej granicy bimateriału złożonego z termicznie różnych półpłaszczyzn. Bada się rozwój odkształceń plastycznych spowodowany strumieniem cieplnym i oporem termicznym jej brzegów wokół końców zamkniętej zewnętrznym ciśnieniem szczeliny. Potencjały zespolone, które wyznaczają stan termosprężysty bimateriału, przedstawione są przez międzyfazowe nieciągłości temperatury i przemieszczeń stycznych, którymi modelowana jest szczelina i strefy plastyczne. Dla ich wyznaczania otrzymany jest układ równań singularnych całkowo-różniczkowych. Długość stref plastycznych oblicza się z warunku ograniczaności naprężeń stycznych międzyfazowych na końcach tych stref. Dla konkretnego oporu termicznego szczegółowo przeanalizowano nieciągłość przemieszczeń brzegów szczeliny i długość raf plastycznych.

Słowa kluczowe

bi-material closed interface crack heat flow thermal resistance plastic zones

Wydawca

Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej

Czasopismo

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

Rocznik

1998

Tom

nr 2

Strony

249--261

Opis fizyczny

Bibliogr. 24 poz., rys.

Twórcy

autor

Kit H.

hkit@ippmm.lviv.ua

Pidstryhach Institute for Applied Problems of Mechanics adn Mathematics, National Academy of Sciences of Ukraine, Lviv

autor

Martynyak R.

Pidstryhach Institute for Applied Problems of Mechanics adn Mathematics, National Academy of Sciences of Ukraine, Lviv

autor

Kryshtafovych A.

Pidstryhach Institute for Applied Problems of Mechanics adn Mathematics, National Academy of Sciences of Ukraine, Lviv

Bibliografia

1. ANTIPOV YU.A., 1995, The Interface Crack between Elastic Media with Dry Friction, Prikladnaya Maiematika i Mekhanika, 59, 290-306 (in Russian).
2. ATKINSON C, 1982, The Interface Crack with a Contact Zone. 2. (The Crack of Finite Length), Int. J. Fraci., 19, 131-138.
3. BARBER J.R., COMNINOU M., 1983, The Penny-Shaped Interface Crack with Heat Flow. II - Imperfect Contact, ASME J. Appl. Mech., 50, 770-77.
4. BALUEVA A.V'., MATCZYŃSKI M., 1997, Partial Opening of Penny-Shaped Crack Due to Heat Sources, Proc. 2-nd Intern. Symposium on Thermal Stresses and Related Topics, June 8-11, 1997, Rochester (NY), USA, 271-274.
5. COMNINOU M., 1977, The Interface Crack, ASME J. Appl. Mech., 44, 631-634.
6. FUJII K., NAKAGAWA K., DUAN S.J., KATO Y., 1994, Stress Function with Finite Magnitude of Stress Concentration Around an Interface Crack, Eng. Fraci. Mech., 47, 881-891.
7. GROSS D., HEIMER ST., 1993, Crack Closure and Crack Path Prediction for Curved Cracks under Thermal Load, Eng. Fraci. Mech., 46, 633-640.
8. KACZYŃSKI A., MATYSIAK S.J., 1989, Thermal Stresses in a Laminate Composite with a Row of Interface Cracks, Int. J. Engng Set., 2, 131-147.
9. KAMINSKY A.A., KIPNIS L.A., KOLMAKOWA V.A., 1995, Slip Line at the Cut and on the Interface of Different Media, Prikladnaya Mekhamka, 31, 6, 86-91 (in Russian).
10. KASSIR M.K., 1969, Size of Thermal Plastic Zones Arround External Cracks, Int. J. Fract. Mech., 5, 167-177.
11. KIT H.S., KRIVTSUN M.G., 1983, Thermoelastic Plane Problems for Bodies with Cracks, Naukova Dumka, Kiev (in Russian).
12. KIT H.S., MARTYNYAK R.M., 1996, Thermoelasticity of Piecewise-Homo-geneous Body with Closed Interface Crack in a Presence of Edges Contact thermoresistance, Dopovidi Natsionalnoi Academii Nauk Ukrainy, 10, 84-88 (in Ukrainian).
13. KRYSHTAFOVYCH A.A., MARTYNYAK R.M., 1997, On Contact Interaction of Dissimilar Anisotropic Half-Planes if there are Thermoinsulated Gaps at the Interface, Mathematical Methods and Physicomechanical Fields, 40, 1, 117-124 (in Ukrainian).
14. LOBODA V.V., 1993, The Quasi-Invariant in the Theory of Interface Cracks, Eng. Fract. Mech., 44, 573-580.
15. MATCZYŃSKI M., SOKOŁOWSKI M., 1989, Crack Opening and Closure under the Action of Mechanical and Thermal Loads, Theor. Appl. Fract. Mech., 11, 187-198.
16. MUSKHELISHVILI N.I., 1953, Singular Integral Equations, P. Noordhoff, Groningen.
17. OLESIAK Z.S., 1968, Plastic Zone Due to Thermal Stress in an Infinite Solid Containing a Penny-Shaped Crack, Int. J. Fract., 6, 113-125.
18. OLESIAK Z.S., 1988, Influence of Thermo-Diffusion on the Extend of Plastic Zone Around a Disc-Shaped Crack, J. Tech. Phys., 29, 105-111.
19. PAWŁOWSKI J.S., TSAI Y.-M., 1997, Thermal Plastic Zone Size in an Infinite solid with an External Axially Symmetric Crack, Proc. 2-nd Intern. Symposium on Thermal Stresses and Related Topics, June 8-11, 1997, Rochester (NY), USA, 15-18.
20. SHEVELEVA A., 1997, On the Modelling of Interface Crack Yielding Zones. Proc. 9-th Intern. Conf. on Fracture, April 1-5, 1997, Sydney, Australia, 5, 2651-2656.
21. SHVETS R.M., MARTYNYAK R.M., 1988, Thermoelastic Contact Interaction of Bodies In the Presence of Surface Thermophysical Irregularities, Matemati-cheskie Metody i Fiziko-Mekhanicheskie Polya, 27, 23-28 (in Rusian).
22. SHVETS R.M., MARTYNYAK R.M., KRYSHTAFOVYCH A.A., 1997, Thermoelastic Interaction of Anisotropic Half-Planes with Disturbed Surfaces, Proc. 2-nd Intern. Symposium on Thermal Stresses and Related Topics, June 8-11, 1997, Rochester (NY), USA, 509-512.
23. SIMONOV I.V., 1990, An Interface Crack in an Inhomogeneous Stress Field, Int. J. Fract., 46, 223-235.
24. YANG M., KIM K., 1993, Interface Fracture Analysis of Joints with a Ductile Interlayer, Int. J. Fract., 64, 201-210.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BWM1-0002-0015