Metoda EDI w obliczeniach numerycznych całki J w modelach z siatkami prostokątnymi

• Autorzy: Kozłowiec B.

Identyfikatory

DOI

10.15199/148.2017.5.5

Warianty tytułu

EN

EDI method in numerical calculations of J integral in models with rectangular meshes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Współcześnie do opisu uszkodzeń, takich jak pęknięcia oraz rozwarstwienia (pęknięcia międzywarstwowe) używa się kilku typów metod. Wśród nich, techniki numeryczne wykorzystujące analizę MES są w powszechnym użyciu komercyjnym. Techniki te wykorzystują modele teoretyczne i wielkość zaproponowane przez liniowo-sprężystą mechanikę pękania (LSMP), takie jak prędkość uwalniania energii G oraz całka J, które pozwalają na sformułowanie energetycznego kryterium z pominięciem problemu osobliwości w wierzchołku szczeliny. W artykule przedstawiona zostanie metoda numeryczna umożliwiająca analizę próbek izotropowych i ortotropowych ciał ze szczeliną. Wyniki porównane zostaną ze znanymi rozwiązaniami analitycznymi. Dodatkowo, co istotne ze względu na zastosowanie w przemyśle, prezentowana metoda zostanie dostosowana do użycia w modelach z prostymi siatkami prostokątnymi. Weryfikacja wyników zostanie przeprowadzona na podstawie podziału typów obciążeń na typ I i II.

EN

Recently, many methods are used in order to describe and calculate the effects of structural damage phenomena such as cracks and delaminations. Among them, the numerical methods based on FEM analyses are in wide-spread commercial use. These methods have typically focused on the descriptions provided by linear elastic fracture mechanics (LEFM) theory such as the energy release rate G and the J integral, which allow to formulate an energetic fracture criterion without dealing with the details of physical singularities occurring at the crack tip. In this paper, a numerical method based is used to analyze both isotropic and ortotropic materials. The results are compared with well-known analytic solutions. In addition, this method is optimized for use with simple, rectangular meshes - the matter vital for industrial, every day usage. The verification is made basing on mode partitioning.

Słowa kluczowe

PL

całka J; dekompozycja typów obciążeń; model laminatowy

EN

J integral; mode partitioning; laminate model

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT ; Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego
• Czasopismo: Przegląd Mechaniczny
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 5
• Strony: 38--43
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kozłowiec B.

• Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej, Politechnika Warszawska, ul. Nowowiejska 24, 00-665 Warszawa

Bibliografia

• [1] Anderson T.L. 2005. Fracture Mechanics Fundamentals and Applications. (Third Edition). Boca Raton: CRC Press.
• [2] Neimitz A. 1998. Mechanika pękania. Warszawa: PWN.
• [3] German J. 2011. Podstawy mechaniki pękania. Kraków: Politechnika Krakowska.
• [4] Szekrenyes A. 2012. "J-integral for delaminated beam and plate models". Periodica Polytechnica Mechanical Engineering 56: 63-71.
• [5] Conroy M. et al. 2015. "Mixed mode partitioning of beam-like geometries: A damage dependent solution". Engineering Fracture Mechanics 149: 351-367
• [6] Williams J.G. 1988. "On the calculation of energy release rates for cracked laminates". InternationaI Journal of Fracture 36: 101-119.
• [7] Hutchinson J.W., Z. Suo. 1992. "Mixed Mode Cracking in Layered Materials". Advances in Applied Mechanics 29: 63-191.
• [8] Rahman S. 2001. "Probabilistic fracture mechanics: J-estimation and finite element methods". Engineering Fracture Mechanics 68: 107-125.
• [9] Davidson B.D. 2001. A Predictive Methodology for Delamination Crack Growth in Laminated Composites Part II: Analysis, Applications and Accuracy Assessment. Waszyngton: Office of Aviation Research, Report No. DOT/FAA/AR-01/56,.
• [10] Wang S., C. Harvey. 2012. "A Theory of One Dimensional Fracture". Composite Structures 94: 758-767.
• [11] Davidson B.D. 1998. A Predictive Methodology for Delamination Crack Growth in Laminated Composites Part I: Theoretical Development and Preliminary Experimental Results. Waszyngton: Office of Aviation Research, Report No. DOT/FAA/AR-97/87.
• [12] Raju I.S., K.S. Shivakumar. 1989. Implementation of Equivalent Domain Integral Method in the Two-Dimensional Analysis of Mixed Mode Problems. Hampton: Langley Research Center, Report No. NASA CR-181813.
• [13] Krueger R. 2004. "Virtual crack closure technique: History, approach and applications". Applied Mechanics Reviews 57: 109-143.