Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Koncentracja naprężeń w wierzchołkach karbów w złożonych stanach naprężeń

Kazberuk A., Savruk M.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2011

|

z. 99

104-106

EN

The applications of the unified approach method to the stress concentration at the vertex of V-notch in bodies under mixed-mode loading are presented. Based on the relationship between the stress intensity factor at the sharp notch vertex, the maximum stress on the boundary contour or the stress gradient at the vertex of the corresponding rounded V-notch, stress intensity factors for various domains are calculated. Presented examples include: the analysis of the stress concentration at the vertex of lens-like hole in the infinite plate under pure shear loading and calculation of the notch stress intensity factors KIV and KIIV at sharp corner of rectangular hole in infinite plate under tension.

2

Mixed mode I/II fracture toughness of pine wood

Kossakowski P. G.

Archives of Civil Engineering

|

2009

|

Vol. 55, nr 2

199-227

EN

The paper discusses the results of experimental, numerical, and micro-structural investigations of mixed mode I/II fracture of pine wood (Pinus sylvestris L.) for the TL and RL crack propagations systems. The critical energy release rates, were used as a fracture toughness parameter. The acoustic emission method was applied to determine the crack initiation moment and the critical load. A mixed mode bending (MMB) apparatus and MMB specimens were used for the first time to determine the fracture toughness of pine wood under mixed mode I/II loading. The critical energy release rates, GI and GII, were established for different GI/GII ratios. They were used to assess fracture toughness of pine wood at different mode-I-to-mode-II-loading component ratios, and propose the fracture conditions for the mixed mode I/II loading. These conditions can be applied in a safety analysis of cracked structural pine wood elements subjected to mixed mode I/II loading. By applying a scanning photography technique, it was possible to examine the mechanisms of micro-fracture at the cell level of pine wood under mixed mode I/II loading.

PL

Przedstawiono wyniki eksperymentalnych, numerycznych i mikro-strukturalnych badań odporności na pękanie drewna sosnowego (Pinus sylvestris L.) poddanego obciążeniu mieszanemu I/II dla systemów propagacji pęknięcia TL i RL. Odporność na pękanie określona została poprzez krytyczne wartości współczynników uwalniania energii G. Zastosowanie metody emisji akustycznej umożliwiło łatwe i dokładne wyznaczenie momentu inicjacji pękania, a co za tym idzie obciążenia krytycznego. W analizie odporności na pękanie drewna sosnowego poddanego działaniu obciążenia mieszanego I/II po raz pierwszy zastosowano stanowisko oraz próbki belkowe typu MMB (Mixed Mode Bending). Krytyczne współczynniki uwalniania energii GI i GII wyznaczone zostały dla różnych wartości stosunku GI/GII. Pozwoliło to na określenie odporności na pękanie drewna sosnowego dla różnych proporcji obciążenia I typu w stosunku do obciążenia typu II, a także określenie warunków pękania w przypadku działania obciążenia mieszanego I/II. Warunki te mogą być wykorzystywane w analizie bezpieczeństwa pracy sosnowych elementów konstrukcyjnych z pęknięciami pracujących pod obciążeniem mieszanym typu I/II. Wartości współczynników G obliczone były również numerycznie, przy użyciu programu opartego na metodzie elementów skończonych (MES) Adina v. 8.4. Stosując modele numeryczne oraz bazując na wyznaczonym eksperymentalnie obciążeniu krytycznym Pc możliwe było obliczenie krytycznych wartości współczynników uwalniania energii oraz zweryfikowanie warunków pękania wyznaczonych eksperymentalnie. Poprzez zastosowanie techniki skaningowej możliwe było zbadanie mikro pękania drewna sosnowego w skali komórkowej pod obciążeniem złożonym. Mechanizmy zniszczenia typowe dla czystych sposobów obciążenia występują także przy obciążeniu mieszanym I/II. Dla wszystkich analizowanych przypadków obserwowano występowanie dwóch różniących się powierzchni pękania dla systemu TL. Związane jest to z prostopadłym ułożeniem słojów przyrostów rocznych drewna wczesnego i późnego w stosunku do płaszczyzny pękania.

3

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.