On the stress intensity factors for transient thermal loading in an orthotropic thin plate with a crack

Rogowski, B.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

On the stress intensity factors for transient thermal loading in an orthotropic thin plate with a crack

Autorzy

Rogowski B.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

O współczynnikach intensywności naprężenia dla nieustalonego termicznego obciążenia w ortotropowej cienkiej płycie ze szczeliną

Języki publikacji

Abstrakty

This paper is concerned with an orthotropic thin plate containing a crack perpendicular to its surfaces. It is assumed that the transient thermal stress is set up by the application of a heat flux as a function of time and position along the crack edge and the heat flow by convection from the plate surfaces. The exact analytical solutions for the stress intensity factor and crack-opening displacement are derived. Numerical examples show, among others, a dependence of the stress intensity factor on the thermal and elastic constants of the orthotropic material.

Rozpatrzono zagadnienie ortotropowej cienkiej płyty zawierającej szczelinę prostopadłą do jej brzegów. Założono, że nieustalone naprężenia termiczne powstają w wyniku przepływu przez powierzchnie szczeliny strumienia ciepła będącego funkcją czasu, miejsca i konwekcyjnego przepływu ciepła przez powierzchnie płyty. Znaleziono ścisłe, analityczne rozwiązanie określające współczynnik intensywności naprężeń i rozwarcie szczeliny. Przykłady numeryczne pokazują zależności temperatury, naprężeń i współczynnika intensywności naprężenia od parametrów geometrycznych i stałych określających własności termiczne i sprężyste materiału.

Słowa kluczowe

orthotropic plate crack problem transient thermal loading stress intensity factor

Wydawca

Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej

Czasopismo

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

Rocznik

2004

Tom

Vol. 42 nr 4

Strony

739--753

Opis fizyczny

Bibliogr. 25 poz., rys.

Twórcy

autor

Rogowski B.

brogowsk@p.lodz.pl

Chair of Mechanics of Materials, Technical University of Łódź

Bibliografia

1. Akoz¨ A.Y., Tauchert T.R., 1972, Thermal stresses in an orthotropic elastic semi-space, J. Appl. Mech. ASME, 39, 87-90
2. Atkinson C., Clements D.L., 1977, On some crack problem in anisotropic thermoelasticity, Int. J. Solids Struct., 13, 855-864
3. Christensen R.M., 1979, Mechanics of Composite Materials, Wiley, New York
4. Clements D.L., 1983, A thermoelastic problem for a crack between dissimilar anisotropic media, Int. J. Solids Struct., 19, 121-130
5. Clements D.L., Tauchert T.R., 1979, A thermoelastic crack problem for an anisotropic slab, J. Aust. Math. Soc., Ser. B, 21, 243-255 6.
6. Ghosh S., 1977, A note on two-dimensional thermoelastic crack problem for an aelotropic solid, Indian J. Mech. Math., 15, 6-15
7. Gladwell G.M.L., Barber J.R., Olesiak Z., 1983, Thermal problems with radiation boundary conditions, Q. Jl. Mech. Appl. Math., 36, 387-401
8. Hearmon R.F.S., 1961, An introduction to applied anisotropic elasticity, Oxford Univ. Press
9. Ishida R., 1987, Crack problem in a transversely isotropic medium with a penny-shaped crack under transient thermal loading, Zeit. Angew. Math. Mech., ZAMM, 67, 2, 93-99
10. Koizumi T., Niwa H., 1977, Transient thermal stress problem in a semi-infinite plate with an edge crack perpendicular to the edge surface, Trans. of the Society of Japan Mech. Eng., 43, 422-447
11. Noda N., Matsunaga Y., 1986, Transient thermoelastic problem in an infinite body containing a penny-shaped crack due to time and position dependent temperature condition, Zeit. Angew. Math. Mech., ZAMM, 66, 6, 233-239
12. Nowacki W., 1986, Thermoelasticity, PWN, Warszawa
13. Nowiński J.L., 1978, Theory of Thermoelasticity with Applications, Sijthoff and Noordhoff Int. Publ., The Netherlands
14. Podstrigach Ya.L., Kolyano Y.M., 1972, Transient Temperature Stresses in Thin Plates, (in Russian), Naukowa Dumka, Kiev
15. Rogowski B., 1975, Displacement functions for transversely isotropic media (in Polish), Mechanika Teoretyczna i Stosowana, 13, 1, 69-83
16. Rogowski B., 1982, Thermal stresses in a transversely isotropic layer containing an annular crack. Tensile – and shear type crack, J. Theor. Appl. Mech., 22, 3-4, 473-492
17. Rogowski B., 2001a, Heat conduction problem in a transversely isotropic body with a circular crack system, Mathematical Methods and Physicomechanical Fields, 44, 3, 128-134
18. Rogowski B., 2001b, Thermal stresses problem in a transversely isotropic body with a circular crack system, Mathematical Methods and Physicomechanical Fields, 44, 4, 85-92
19. Rogowski B., 2003, Fundamental solutions related to thermal stress intensity factors of modes I and II – the axially symmetric problem, J. Theor. Appl. Mech., 41, 2, 241-269
20. Sneddon I.W., 1966, Mixed Boundary Value Problems in Potential Theory, Amsterdam: North-Holland
21. Sumi N., 1981, Thermal stresses in an orthotropic rectangular plate with a rigid ribbonlike inclusion, Nucl. Eng. Des., 66, 405-411
22. Sumi N., 1982, The thermoelastic problem for an orthotropic rectangular plate with an oblique crack, Theor. Appl. Mech., 31, 135-148
23. Ting V.C., Jacobs H.R., 1979, Stress intensity factors for transient thermal loadings of a semi-infinite medium, J. Thermal Stresses, 2, 1, 1-13
24. Tsai Y.M., 1983a, Thermal stress in a transversely isotropic medium containing a penny-shaped crack, Trans. ASME J. Appl. Mech., 50, 24-28
25. Tsai Y.M., 1983b, Transversely isotropic thermoelastic problem of uniform heat flow disturbed by a penny-shaped crack. J. Thermal Stresses, 6, 379-389

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BWM2-0023-0048