Analiza dynamiczna pęknięć metodą elementów brzegowych

• Autorzy: Fedeliński P.

Warianty tytułu

EN

Dynamic analysis of cracks using the boundary element method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W referacie przedstawiono zastosowanie metody elementów brzegowych do analizy dynamicznego wzrostu pęknięć ze zmienną prędkością i zjawiska kontaktu powierzchni pęknięć. Rozwiązania numeryczne wyznaczono za pomocą brzegowych równań całkowych przemieszczeń i sił powierzchniowych w dziedzinie czasu. Analizowano wzrost pęknięcia, którego prędkość i kierunek zależy od dynamicznych współczynników intensywności naprężeń. Opracowano metodę iteracyjnego określania sił w strefie kontaktu powierzchni pęknięcia. Badano wpływ wymienionych zjawisk na dynamiczne współczynniki intensywności naprężeń. Przedstawiono przykłady zastosowania opracowanych metod.

EN

In this work the formulation and application of the boundary element method to dynamic analysis of crack growth with variable velocity and contact of crack surfaces are presented. Numerical solutions are obtained using the displacement and traction boundary integral equations in time-domain. The velocity and direction of crack growth, which depend on dynamic stress intensity factors, are analyzed. An iterative procedure of computing contact tractions on crack surfaces is developed. The influence of these events on dynamic stress intensity factors is investigated. Numerical examples of application of the developed methods are given.

Słowa kluczowe

PL

metoda elementów brzegowych; dynamika układu odkształcalnego; mechanika pękania; kontakt powierzchni pęknięcia

EN

boundary element method; fracture mechanics

• Wydawca: Wydawnictwo Wrocławskiej Rady FSNT NOT
• Czasopismo: Inżynieria Maszyn
• Rocznik: 2005
• Tom: R. 10, z. 1/2
• Strony: 279--301
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz.

Twórcy

autor

Fedeliński P.

• Katedra Wytrzymałości Materiałów i Metod Komputerowych Mechaniki, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Politechnika Śląska, 44-100 Gliwice, ul. Konarskiego 18A, Polska

Bibliografia

• [1] CHEN, Y.M., Numerical computation of dynamic stress intensity factors by a Lagrangian finite-difference method (the HEMP code), Eng. Fract. Meek., Vol. 7, 653-660, 1975.
• [2] DALLY J.W., FOURNEY W.L., IRWIN G.R., On the uniqueness of the stress intensity factor - crack velocity relationship, Int. J. Fract., Vol. 27, 159-168, 1985.
• [3] DOMINGUEZ, J., Boundary elements in dynamics, Computational Mechanics Publications, Southampton, 1993.
• [4] ERDOGAN F., SIH. G.C., On the crack extension in plates under plane loading and transverse shear, J. Basic Eng.-T. ASME, 519-527, 1963.
• [5] FEDELINSKI, P., ALIABADI, M.H., ROOKE, DP., A single-region time-domain BEM for dynamic crack problems, Int. J. Solids Strut:, Vol. 32, 3555-3571, 1995.
• [6] FEDELINSKI, P., ALIABADI, M.H., ROOKE, D.P., The time-domain DBEM for rapidly growing cracks, Int. J. Numer. Meth. Eng., Vol. 40, 1555-1572, 1997.
• [7] FEDELINSKI P., Metoda elementów brzegowych w analizie dynamicznej układów odksztalcalnych z pęknięciami. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Mechanika, Z. 137, Gliwice, 2000.
• [8] FEDELINSKI P., Numerical modelling of dynamic crack growth by the boundary element method, Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej, Nr 15, Gliwice, 83-85, 2001.
• [9] FEDELINSKI P., Analysis of dynamic crack growth by the boundary element method, Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej, Nauki Techniczne, Nr 138, Mechanika, Vol. 24, Białystok, 153-160, 2001.
• [10] FEDELINSKI P., A time-domain boundary element method for the analysis of dynamic crack growth, w "European Conference on Computational Mechanics", No 323, Kraków, CD-ROM - 9 stron, 2001.
• [11] FEDELINSKI P., Boundary element method for dynamic contact of crack surfaces, Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej, Mechanika, Z. 60, "Problemy Dynamiki Konstrukcji", Rzeszów, 177-182, 2002.
• [12] FEDELINSKI P., Dynamie contact between crack surfaces using the boundary element method, w "15th International Conference on Computer Methods in Mechanics CMM-2003", Short Papers, Ed. Burczynski T., Fedelinski P., Majchrzak E., Gliwice/Wisla, 123-124 (CD-ROM-5 stron), 2003.
• [13] KANNINEN M.F., Applications of dynamic fracture mechanics for the prediction of crack arrest in engineering structures. Int. J. Fract., Vol. 27, 299-312, 1985.
• [14] KANNINEN M.F., POPELAR C.H., Advanced fracture mechanics, Oxford Univesity Press, 1985.
• [15] NISHIOKA T., ATLURI S.N., Numerical modeling of dynamic crack propagation in finite bodies, by moving singular elements. Part 2: Results, J. Appl. Mech.-T. ASME, Vol. 47, 577-582, 1980.
• [16] SEELIG Th., GROSS D., Analysis of dynamic crack propagation using a time-domain boundary integral equation method, Int. J. Solids Struc, Vol. 34, 2087-2103, 1997.
• [17] SEELIG Th.. GROSS D., On the interaction and branching of fast running cracks - a numerical investigation, J. Mech. Physics Solids, Vol. 47, 935-952, 1999.
• [18] SEELIG Th., GROSS D., On the stress wave induced curving of fast running cracks - a numerical study by a time-domain boundary element method, Acta Mech., Vol. 132, 47-61, 1999.
• [19] STAVROULAKIS, G.E., ANTES, H., PANAGIOTOPOULOS P.D., Transient elastodynamics around cracks including contact and friction, Comp. Meth. Appl. Mech. Eng., Vol. 177, 427-440, 1999.
• [20] WEN, P.H., ALIABADI, M.H., ROOKE, D.P., An approximate analysis of dynamic contact between crack surfaces, Eng. Anal. Bound. Elem., Vol. 16, 41-46, 1995.
• [21] WEN, P.M., ALIABADI, M.H., YOUNG, A., Approximate dynamic crack fnctional contact analysis for 3D structure,./. Chinese Inst. Eng., Vol. 22, No. 6, 785-793, 1999.