This paper provides a numerical analysis of selected parameters of fracture mechanics for double-edge notched specimens in tension, DEN(T), under plane strain conditions. The analysis was performed using the elastic-plastic material model. The study involved determining the stress distribution near the crack tip for both small and large deformations. The limit load solution was verified. The J-integral, the crack tip opening displacement, and the load line displacement were determined using the numerical method to propose the new hybrid solutions for calculating these parameters. The investigations also aimed to identify the influence of the plate geometry and the material characteristics on the parameters under consideration. This paper is a continuation of the author’s previous studies and simulations in the field of elastic-plastic fracture mechanics.
In the paper, the verification of the limit load solutions for a centrally cracked plate under tension (CC(T)) is presented using FEM calculations. Numerical calculations and analysis of the obtained FEM results were used to recalculation of the existing limit load formulas proposed by EPRI procedures for plane strain and plane stress. After verification of the EPRI solutions, three dimensional FEM calculation was done to determine the limit loads for 3D cases of CC(T) specimens. The measurable effect of the paper is a catalogue of numerical solutions and their approximations, which may be useful in the engineering analysis.
PL
W pracy przedstawiono numeryczną weryfikację wzorów pozwalających wyznaczyć obciążenie graniczne dla przypadku płyty z centralną szczeliną poddanej rozciąganiu (próbka CC(T)) dla przypadków płaskiego stanu naprężenia i płaskiego stanu odkształcenia. W kolejnym kroku dokonano rozszerzenia koncepcji wyznaczania obciążeń granicznych na przypadki trójwymiarowe, uwzględniając efekt grubości, wykorzystując szereg trójwymiarowych obliczeń numerycznych. Uzyskane wyniki aproksymowano wzorami analitycznymi. Efektem wymiernym pracy jest katalog rozwiązań numerycznych i ich aproksymacji, pozwalający oszacować obciążenie graniczne dla trójwymiarowego elementu konstrukcyjnego (z uwzględnieniem grubości), bez konieczności prowadzenia czasochłonnych obliczeń numerycznych. Zaprezentowane w pracy wyniki mogą znaleźć zastosowanie w analizie inżynierskiej (np. analiza FAD lub analiza CDF).
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the paper, the verification of the limit load solutions proposed by EPRI procedures for single edge notched plate under tension (SEN(T)) is presented. For the concept of limit load of the component containing a crack, the force (or torque or pressure) which causes a full plasticity of the uncracked ligament of the structural component must be understood. It should be noted that the value of the limit load is determined under the assumption of elastic–perfectly plastic material. Numerical calculations presented in the paper (FEM) and analysis of the obtained FEM results were used to recalculate existing limit load formulas proposed by EPRI procedures for plane strain and plane stress states. On the basis of numerical calculations and verifications of the present solutions (EPRI solutions), in the paper new analytical formulas for better estimating the limit load value for SEN(T) specimen are presented. The measurable effect of the paper is a catalog of the numerical solutions and their approximation, which may be useful in engineering analysis.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.