Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Asymptotic stress field at the tip of an inclined crack terminating to an interface

Marsavina L., Sadowski T.

Budownictwo i Architektura

|

2008

|

vol. 2, nr 1

111-124

EN

This paper presents the numerical results for the asymptotic stress field and the fracture parameters at the tip of an inclined cracks terminating to a bi-material ceramic interface. The numerical analysis was carried out using FRANC2D/L fracture analysis code. A biaxial specimen was modeled for producing different mixed mode loads and two materials combinations of Al2O3 and ZrO2 were considered. The influence of the material combination and applied mixed mode load on the singularity orders, stress distributions and stress intensity factors is highlighted.

2

An effect of the yield criterion on the position of the bi-material interface in planar flow of three-layer material through a wedge-shape channel

Mishuris G., Miszuris W., Śliwa R. E., Alexandrov S.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2005

|

Vol. 50, iss. 3

697-708

EN

The main objective of the paper is to show that the yield criteria chosen can have a significant effect on engineering applications of plane-strain rigid/plastic solutions for piece-wise homogeneous materials. The starting point of the concept is that experimental data are usually available for the tensile yield stress whereas the mathematical formulation requires the shear yield stress. Due to this fact, the interpretation of solutions for engineering applications depends on the yield criterion chosen for each material of multi- material composition. The paper deals with the problem of planar flow of three-layer material through a convergent wedge-shaped channel. Results of this research may be applied in the modeling of plastic deformation processes such as extrusion and drawing, to improve the accuracy of theoretical prediction of simultaneous plastic flow of materials with different mechanical properties.

PL

W pracy zostało pokazane, że wybór kryterium uplastycznienia w modelu ciała sztywno idealnie plastycznego, często używanym w zastosowaniach inżynierskich, może mieć bardzo istotny wpływ na wynik końcowy modelowania jeśli chodzi o materiały złożone. Z badań eksperymentalnych zwykle znane jest naprężenie uplastyczniajace w teście na rozciąganie podczas gdy w modelowaniu matematycznym niezbędna jest wiedza o naprężeniu uplastyczniajacym w ścinaniu, które sie określa jednoznacznie z wyborem kryterium uplastycznienia (np. Treski czy Hubera-Misesa). Jeśli w przypadku procesów z mono-metalami wybór taki ma zwykle niewielki wpływ na modelowanie, to dla materiałów złożonych sprawa już nie jest tak oczywista. W pracy przeanalizowane zostało płaskie płynięcie materiału kompozytowego składającego sie z trzech warstw plastycznych w matrycy klinowej. Pokazano, że granica podziału pomiędzy materiałami a nawet samo istnienie rozwiązania może istotnie zależeć od wyboru kryterium uplastycznienia. Zbadane zostało kryterium w najbardziej ogólnej postaci (wspomniane klasyczne kryteria uplastycznienia są przypadkami szczegółowymi). Wyniki analizy mogą być stosowane do oceny dokładności modelowania inżynierskiego procesów wyciskania czy ciągnienia materiałów kompozytowych opierających się na poszczególne kryteriach uplastycznienia stosowanych składników. The position of bi-material interface in composite material essentially depends on its properties and conditions of plastic deformation

3

Uwagi dotyczące wyznaczania odporności na rozwarstwienia struktur dwumateriałowych

Czarnocki P.

Kompozyty

|

2004

|

R. 4, nr 10

200-204

PL

Wyniki wielu badań wskazują, iż wartość krytyczna współczynnika uwalniania energii jest funkcją proporcji obciążeń realizujących I i II sposób rozwoju pęknięcia (SRP), często definiowanej przy pomocy kąta fazowego (1). W przypadku delaminacji na granicy warstw z tego samego materiału procedura jego wyznaczania jest prosta. W przypadku rozwarstwienia separującego warstwy z różniących się materiałów występują komplikacje, gdyż kąt fazowy staje się funkcją stałych sprężystych materiałów warstw oraz odległości r od czoła pęknięcia. Konsekwencje pominięcia tych zależności są ciągle dyskutowane. Przytaczane są argumenty przemawiające zarówno za, jak i przeciw takiemu postępowaniu. Wydaje się, iż dodatkowych argumentów w tej dyskusji mogą dostarczyć wyniki badań, rzucające światło na to, jak dalece na interpretacje wyników testów odporności na rozwarstwienie na granicy warstw z różnych materiałów wpływa przyjęcie, iż [beta]=0, rozpatrywane na tle rozrzutów wyników eksperymentalnych. W tym celu rezultaty badań odporności na delaminację laminatu węglowo-epoksydowego opracowano za pomocą dwu metod. W pierwszej z nich kąt fazowy wyznaczono, korzystając z metody pracy zaniknięcia szczeliny, wykorzystującej do wyznaczenia WUE siły i przemieszczenia węzłowe. Druga z wykorzystanych metod była modyfikacją poprzedniej, zaproponowaną przez Bjerken i Persson i bazującą na zależności podanej przez Malysheva i Salganika, wiążącej moduł zespolonego współczynnika intensywności naprężeń ze współczynnikiem uwalniania energii. Badania eksperymentalne wykonano, korzystając z metody zaproponowanej przez Reedera, a opartej na procedurze separacji składowych współczynnika uwalniania energii zaproponowanej przez Williamsa. Otrzymane wyniki (rys. 4) wskazują, iż w odniesieniu do badanego laminatu, zawierającego rozwarstwienie na granicy warstw wzmocnionych pod kątem 0° i 90°, przyjęcie uproszczenia [beta]=0, z praktycznego punktu widzenia, jest bez znaczenia, gdyż rozrzut właściwości wytrzymałościowych laminatu znacznie przekracza różnice wyników, które uproszczenie to powoduje.

EN

Results of number of experimental investigations indicate that the toughness of laminate is a function of the mode mixed ratio, often expressed by phase angle (1). In a case of interface delamination separating layers of the same materials the procedure of determining thc phase angle is simple. If delamination separates layers of different materials, the procedure is more complicated since the phase angle is a function of the material elastic constants and distance from the delamination tip (2). The possbility of neglecting this dependence has been discussed for years and rational argumeuts have been put forward both supporting and contradicting the idea. Perhaps some helpful conclusion could be drown from comparing the changes in results caused by these two approaches against the discrepancy of experimental results due to stochastic variation in strength of tested interfaces. For this purpose two methods of determining the phase angle were applied. The first was based on the virtual crack closure method proposed by Rybicki and Kanninen which allows for direct determination of GI and GII from the nodal forces and displacement obtained by FE analysis. The second was the modification of that of Rybicki's. It was recently proposed by Bjerken and Persson. This method is based on Malyshev and Salganik's expression relating the modulus of the complex stress intensity factor to strain energy release rate (3). The sought phase angle is determined form (9) equating the arguments of complex strain energy release rate and complex stress intensity factor in (5). The expression was modified such that it was possible to take advantage of the results coming from the FEM as in the case of Rybicki's method. The experimental results were obtained from testing 0/90 layer interface of the carbon fibre/epoxy laminate (Figs. 1, 2). The tests were carried out with the help of the method proposed by Reeder, based on Williams's global mode separation procedure. The results are presented in Fig. 4. It is clearly visible that the differences resulting in k from accounting for real value of [beta] and making simplifying assumption that [beta]=O become practically meaningless comparing to stochastic differences in toughness of the interface.

4

Two parameter description of ct-specimen with bi-material interface

Seitl S.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2003

|

nr 21

185-190

EN

The problem of a crack approaching a bi-material interface is considered in this paper. Attention is focused on an interface between two materials with identical elastic properties but different plastic properties. A two-parameter constraint based fracture mechanics method is applied to compare three parameters characterizing the behavior cracks: crack tip opening displacement (CTOD), J-integral, and strain energy density (SED). The corresponding calculations are performed using the finite element method (ANSYS system). The results are compared with experiment.