Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

O kryteriach pękania materiałów sprężysto-plastycznych

Graba M.

Mechanik

|

2017

|

R. 90, nr 12

1174--1179

PL

Przedstawiono przegląd wybranych kryteriów pękania materiałów sprężysto-plastycznych. Kryteria te – jako jedne z wielu – mogą zostać wykorzystane do oceny rzeczywistej odporności na pękanie różnych materiałów konstrukcyjnych, o ile użytkownik dysponuje wymaganymi parametrami, definiowanymi z wykorzystaniem mechaniki pękania.

EN

The paper presents a brief overview of selected fracture criteria of elastic-plastic materials. These criteria, ones of many, can be used to assess the real fracture resistance of different construction materials, provided the user has the required parameters defined by the fracture mechanics.

2

Wyznaczanie całek granicznych dla wybranych modeli pękania w próbie rozciągania stopu magnezu Mg4AlZn

Gontarz A., Piesiak J., Drozdowski K.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2015

|

Vol. 82, nr 8

553--558

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące wyznaczania parametrów charakteryzujących wybrane kryteria pękania, stosowane w procesach kształtowania plastycznego. Badania przeprowadzono dla stopu magnezu Mg4AlZn. Zastosowano doświadczalno-teoretyczną metodę opartą na rozciąganiu, aż do wystąpienia pęknięcia, próbek z przewężeniem z prędkościami 0,5, 5 i 50 mm/s, nagrzanych do temperatur 250, 350 i 450°C. Po dokonaniu fizycznego zerwania próbek, proces ten odwzorowano w symulacjach numerycznych przy użyciu metody elementów skończonych. Implementacja modeli różnych kryteriów pękania w stosowanym programie obliczeniowym pozwoliła wyznaczyć wartości całek reprezentujących te kryteria, odpowiadające momentowi pękania w eksperymencie. Na tej podstawie określono tzw. całki graniczne dla analizowanych modeli, które mogą być wykorzystywane w symulacjach procesów kształtowania plastycznego badanego stopu do prognozowania zjawiska pękania. Uzyskane rezultaty pozwoliły również wskazać temperaturę 350°C oraz prędkość rozciągania 0,5 mm/s jako parametry badań, w których stop Mg4AlZn charakteryzuje się najlepszą plastycznością.

EN

The paper reports the research results of determining parameters characterizing a selection of ductile fracture criteria applied in metal forming processes. The research was conducted for Mg4AlZn magnesium alloy using a method combining experiment and numerical modelling. Test specimens heated to the temperatures of 250, 350 and 450 °C were subjected to tensile testing until failure at the following rates: 0.5, 5 and 50 mm/s. Following physical failure of the specimens, the process was modelled numerically by the finite element method. By implementing models of different ductile fracture criteria in a simulation programme, we determined integrals describing these criteria that correspond to the moment of failure in the experiment. As a result, we determined the so-called limit integrals for the analysed models which can be used in numerical modelling of metal forming processes of the investigated alloy to predict fracture. The results reveal that Mg4AlZn magnesium alloy has the highest plasticity at a temperature of 350°C and tensile speed of 0.5 mm/s.

3

Prediction of bulge height in warm hydroforming of aluminum tubes using ductile fracture criteria

Hashemi S. J., Moslemi Naeini H., Liaghat G. H., Azizi Tafti R.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2015

|

Vol. 15, no. 1

19--29

EN

Warm hydroforming is used widely to increase the formability of aluminum and magnesium tubes. Prediction of forming limit is a vital problem in designing the warm hydroforming process of tubes. In this paper, bulge height of aluminum tubes AA6063 is predicted using ductile fracture criteria at high temperatures. Ductile fracture criteria were calibrated by performing several uniaxial tensile tests at different temperatures and strain rates. Fracture strain and work functions were obtained based on Zener–Holloman parameter. Free bulging process of tubes was simulated using finite element method and different loading curves were used to bulge the tubes. Prediction of ductile fracture was compared with the experimental results measured on a warm free bulging set-up. The comparison shows that Ayada ductile fracture criterion is able to predict the bulge height of aluminum tubes at high temperatures.

4

Verification of brittle fracture criteria for bimaterial structures

Mieczkowski G., Molski K.

Acta Mechanica et Automatica

|

2014

|

Vol. 8, no. 1

44--48

EN

The increasing application of composite materials in the construction of machines causes strong need for modelling and evaluat-ing their strength. There are many well known hypotheses used for homogeneous materials subjected to monotone and cyclic loading conditions, which have been verified experimentally by various authors. These hypotheses should be verified also for composite materials. This paper provides experimental and theoretical results of such verifications for bimaterial structures with interfacial cracks. Three well known fracture hypotheses of: Griffith, McClintock and Novozhilov were chosen. The theoretical critical load values arising from each hy-potheses were compared with the experimental data including uni and multi-axial loading conditions. All tests were carried out with using specially prepared specimens of steel and PMMA.

5

Application of workability test to SPD processing

Kvačkaj T., Kočiško R., Tiža J, Bidulská J., Kováčová A, Bidulský R, Bascó J, Vlado M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 2

407--412

EN

The aluminium alloy with chemical conception AlMgSi prepared by PM (powder metallurgy) technology was used. The experiments such as a ring and compression test, ECAR (equal channel angular rolling) for determination of friction coefficient, stress-strain curves and material workability based on analytical methods (Freudenthal, Cockcroft-Latham and normalized Cockcroft-Latham criteria) were performed. Numerical simulations of sample processed by ECAR was carried out by a software Deform 3D with focus on the description of stress, strain fields and workability criteria (Cockcroft-Latham and normalized Cockcroft-Latham). The prediction of fracture formations in a real ECAR sample during processing conditions was also done.

PL

Stop aluminium o składzie chemicznym AlMgSi przygotowano metodą proszkową. Wykonano badania takie jak próba ściskania swobodnego pierścieni i walcowatych, ECAR (wyciskanie w kanale kątowym z walcowaniem) w celu wyznaczenia współczynnika tarcia, krzywych naprężenie-odkształcenie oraz podatności materiału na odkształcenie z użyciem metod analitycznych (kryterium Freudenthal, Cockcroft-Latham i znormalizowane Cockcroft-Latham). Symulacje numeryczne dla próbki poddawanej procesowi ECAR przeprowadzono przy pomocy oprogramowania Deform 3D z naciskiem na opis pól sił i naprężeń oraz kryteriów obrabialności (Cockcroft-Latham i znormalizowane Cockcroft-Latham). Przeprowadzono również symulacje mozliwości tworzenia się pęknięć w rzeczywistej próbce poddanej procesowi ECAR.

6

The influence of thermal stresses and strand bending on surface defects formation in continuously cast strands

Hadała B., Cebo-Rudnicka A., Malinowski Z., Gołdasz A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 2

367-377

EN

Improvement of slab surface quality is a very important goal in continues casting process of steel. It is closely coupled with casting line productivity and tendency to increase casting speed. In such a case rapid cooling of strand surface mast be employed. It results in thermal stresses development and formation of surface cracks if casting speed, cooling conditions or the arc of casting machine are not appropriate. The strain and stress fields in continuously cast strand have been determined based on the developed thermo-mechanical model and finite element software. It allowed to calculate variation of selected criterions integrals over the hole casting line starting from solidification process in the mould and ending at cutting section. Steady solution to heat transfer equation has been used to calculate strand temperature field. Mould temperature has been calculated from the three dimensional transient model. Finite element method has been employed to build steady and transient heat transfer models. Finite element solution accuracy to the temperature field has been improved. New algorithm of the solidification heat handling has been developed to stabilize a steady solution to the heat transport equation. Damageability of the strand has been evaluated based on four fracture criterions.

PL

Poprawa jakości powierzchni wlewka ciągłego jest jednym z głównych celów procesu ciągłego odlewania stali. Z drugiej strony ciągła potrzeba zwiększania wydajności linii produkcyjnej poprzez zwiększenie prędkości odlewania, wymaga bardziej intensywnego chłodzenia pasma. Rezultatem takich działań jest rozwój naprężeń cieplnych oraz tendencja do powstawania pęknięć powierzchniowych we wlewku ciągłym. Naprężenia i odkształcenia powstające w materiale określono przy użyciu modelu termomechanicznego z wykorzystaniem oprogramowania bazującego na metodzie elementów skończonych. Dzięki temu możliwym stało się wyznaczenie przebiegu zmian parametrów opisujących wybrane kryteria pękania na całej długości odlewanego pasma (od momentu krzepnięcia w krystalizatorze, aż do momentu odcinania pasma na wyjściu z maszyny COS). W opracowanym modelu wymiany ciepła pole temperatury w odlewanym paśmie wyznaczono przy pomocy stacjonarnego rozwiązania równania wymiany ciepła. Do obliczeń pola temperatury w krystalizatorze wykorzystano trójwymiarowy model niestacjonarny. W obu przypadkach w rozwiązaniu numerycznym zastosowano metodę elementów skończonych. Poprawę stabilności i dokładności rozwiązania pola temperatury uzyskano dzięki uwzględnieniu ciepła krzepnięcia. Podatność pasma na powstawanie defektów określono za pomocą wybranych kryteriów pękania.

7

Zastosowanie kryteriów pękania do analizy powstawania pęknięć wlewka ciągłego

Cebo-Rudnicka A., Malinowski Z., Gołdasz A., Rywotycki M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2010

|

Vol. 77, nr 11

646-649

PL

W pracy przedstawiono analizę wybranych kryteriów pękania w zastosowaniu do procesu ciągłego odlewania wlewków. Obliczenia numeryczne wykonano dla czterech kryteriów. W analizie uwzględniono odkształcenia i naprężenia cieplne, wynikające z niejednorodnego pola temperatury, oraz odkształcenia i naprężenia, wynikające z zaginania i odginania wlewka ciągłego. Pole naprężeń i odkształceń wyznaczono metodą elementów skończonych dla wlewka ciągłego krzepnącego w krystalizatorze, stygnącego w układach chłodzenia wtórnego i w powietrzu, aż do strefy odcinania.

EN

The analysis of the cracks formation criterions in application to continuously cast strand has been performed. The analysis was taken on the ground of numerical calculations for four selected fracture criterions. The thermal strains and stresses which result from nonuniform temperature field were included in analysis. Also strains and stresses which are caused by bending and unbending of the cast strand were taken into account. Finite element method was used to compute the stress and strain field in the whole continuous casting line.

8

Weryfikacja doświadczalna nielokalnego naprężeniowego kryterium pękania drewna w dwuosiowym stanie obciążenia

Seweryn A., Romanowicz M.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Nauki Techniczne

|

2007

|

Z. 4

111-113

PL

Liczne doświadczenia pokazują, że propagacja szczeliny w jednorodnym, izotropowym materiale, w warunkach złożonego stanu obciążenia, następuje często w innej płaszczyźnie niż pierwotna płaszczyzna szczeliny. Inaczej jest w przypadku materiału ortotropowego, dla którego kryterium pękania powinno uwzględniać fakt, że w materiale istnieją uprzywilejowane kierunki propagacji szczeliny (kierunki wzmocnienia), wzdłuż których najczęściej następuje pękanie. W związku z tym, odporność na pękanie materiału ortotropowego silnie zależy od układu propagacji szczeliny. Ortotropię drewna charakteryzują trzy osie symetrii, oznaczone odpowiednio literami: L (kierunek wzmocnienia, wzdłuż osi pnia drzewa), R (prostopadle do kierunku tzw. słojów, widocznych w przekroju pnia) i T (stycznie do kierunku tzw. słojów).

EN

Numerous fracture tests shows, that a crack propagation in a homogeneous, isotropic body under complex loading condition takes place in a direction, that don’t coincide with a crack direction. Contrary to that, it is known, that a crack oriented along the reinforcement direction in a orthotropic body propagates self–similarly, i.e. it don’t leave its original direction, even though the mode II load component may be significant. The fracture toughness of orthotropic material is highly dependent on both the crack propagation direction and the crack plane orientation. In other words, due to the large difference in fracture toughness between systems of principal material axes, cracks are often found in some of them, whereas they are extremely rare in other systems. The described above fracture phenomenon is well known in fracture mechanics of orthotropic materials such as wood or unidirectional reinforced fibrous composites. At a macroscopic level, wood is treated as a cylindrically orthotropic material with three main directions of the symmetry, namely longitudinal L, along the tree trunk, radial R, perpendicular to the year rings and tangential T, parallel to the year rings. The objective of the present work is to apply the non-local stress fracture criterion to mixed mode fracture in wood in the RL system for arbitrary oriented cracks. On the basis of a failure model taking into account the occurrence of microcracks and a assumption of the existence of the critical plane, the non-local stress fracture criterion of wood was derived for the RL extension system (the first letter alludes to the crack plane normal, the second one indicates the direction of crack propagation). In the most general terms, when the crack is notched with a inclination to the main orthotropy axis, the non–local stress fracture criterion in the system of critical stress intensity factors KI, KII is a rotated ellipse that is located in the center of the KI, KII system. Only when the crack is oriented along the main orthotropy axis, the non-local stress fracture criterion in the KI, KII system is a plain ellipse, whose semimajor and semiminor axes coincide with axes of the KI, KII system. In order to evaluate the derived non-local fracture criterion, a experimental investigation of the mixed mode fracture toughness of pine wood was made. Experiments have been carried out using specimens with single-edge crack. The mixed mode conditions were controlled by varying of the quotient between the stress intensity factors associated with mode I and mode II. This quotient depended both on the inclination of single-edge crack respect to main orthotropy axis and on the tensile and shear components of the loading force applied by machine. The mode I and II stress intensity factors used to characterize singular stress field near the crack tip have been evaluated using the finite element method and singular elements. Experimental data in terms of critical applied force were recalculated with respect to critical stress intensity factors associated with mode I and mode II and next they were compared with results obtained with the derived non-local fracture criterion. In this way, a high efficiency of the proposed fracture criterion of wood was demonstrated and proved.

9

Yielding and failure criteria, M.T. Huber and the importance of understanding Polish.

Wroński A.

Inżynieria Materiałowa

|

2001

|

R. XXII, nr 5

968-969

EN

One of the customs of British universities is for a newly appointed professor to give an "inaugural lecture" on a subject of his/her choice. The author delivered his inaugural lecture on 8 February 1994 on the theme of "Engineering Materials Research at Bradford - The European Dimension and The Importance of Understanding Polish". As the title indicates, the presentation dealt mainly with the European Community co-operative projects on which the inaugural lecturer was then working. The introduction referred to his masters or teachers: Bridgman, Popper, Cottrell, Griffith and Huber. This paper deals with Huber's influence on the author's research on failure criteria in ceramic and composite materials.