Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Study on the dynamic development law of fissure in expansive soil under different soil thickness

Guo Jianhua, Ding Gang, Wang Hanhui, Li Shichang, Dai Zhangjun

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 4

519--534

EN

Fissures are an important factor to induce slope instability of expansive soil channel, which destroys the integrity of soil mass and deteriorates soil mass. Currently, the research is limited to the fissures in the plane direction, and it is very important to reveal the development mechanism of fissures in expansive soils along the depth direction by studying the development law of fissures in expansive soils with different thicknesses. In this study, taking expansive soil on channel slope of the Middle Route Project of South-to-North Water Transfer as an example, crack expansion tests with thickness of 10 mm, 20 mm, 30 mm and 40 mm are carried out based on self-designed crack expansion test device. An innovative test method for volumetric fracturing rate is proposed and the following conclusions are drawn: (1) the later the cracking time of soil body is, the lower the water content of cracking and the higher the water content after stabilization when the soil body is thicker; (2) When the fissures develop in soils of different thicknesses, their plane fissure rate changes with time in accordance with the logistic law; (3) Volumetric fracturing increases significantly with thickness; (4) The development of fissures is the form of stress release of soil mass, and the release along depth direction is the main form for soil mass with large thickness. (5) It is of great significance to study the law of fracture development in depth direction for further exploring the mechanism of fracture propagation.

2

Fem analysis of pressure vessel with an investigation of crack growth on cylindrical surface

Balac M., Grbovic A., Petrovic A., Popovic V.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2018

|

Vol. 20, no. 3

378--386

EN

To ensure reliability of pressure vessels during service it is necessary to (1) know properties of materials used in their design and (2) evaluate vessels’ behaviour under different working conditions with satisfying accuracy. Due to various technical and/or technological requirements, nozzles are usually welded on vessel’s shell producing geometrical discontinuities that reduce the safety factor. To evaluate their influence, vessels with two different nozzles were experimentally studied and critical areas for crack initiation have been identified by 3D Digital Image Correlation (DIC) method. After that, the numerical analysis of equivalent 3D finite element model was performed and obtained results were compared with experimental values. In the most critical area, next to the one of the nozzles, crack was initiated and then growth of the damage was simulated using extended finite element method (XFEM). In this paper evaluation of stress intensity factors (SIFs) along crack path is presented, as well as the most probable direction of the crack propagation on the shell. Based on SIFs values, critical length of the crack and number of pressure cycles to the final failure were estimated.

PL

Aby zapewnić niezawodność zbiorników ciśnieniowych podczas pracy, konieczna jest (1) znajomość właściwości materiałów zastosowanych do ich konstrukcji oraz (2) wystarczająco dokładna ocena zachowania zbiornika w różnych warunkach pracy. Ze względu na różne wymagania techniczne i/lub technologiczne, króćce zwykle spawa się do płaszcza zbiornika, w wyniku czego powstają geometryczne nieciągłości, które zmniejszają współczynnik bezpieczeństwa. Aby ocenić ich wpływ, przeprowadzono eksperymentalne badania zbiorników z dwoma różnymi króćcami i określono obszary krytyczne dla inicjacji pęknięć wykorzystując metodę trójwymiarowej cyfrowej korelacji obrazu (DIC). Następnie przeprowadzono analizę numeryczną równoważnego modelu elementów skończonych 3D, a uzyskane wyniki porównano z wartościami eksperymentalnymi. W najbardziej krytycznym obszarze, w pobliżu jednego z króćców, inicjowano pęknięcie, a następnie symulowano rozwój uszkodzenia przy użyciu rozszerzonej metody elementów skończonych (XFEM). W artykule przedstawiono ocenę współczynników intensyfikacji naprężeń (SIF) wzdłuż ścieżki pękania oraz najbardziej prawdopodobnego kierunku propagacji pęknięć na płaszczu zbiornika. Na podstawie wartości SIF, oszacowano krytyczną długość pęknięcia i liczbę cykli ciśnieniowych do ostatecznego uszkodzenia.

3

Mechanism of fatigue crack growth of bridge steel structures

Zhu H.

Archives of Civil Engineering

|

2016

|

Vol. 62, nr 4/I

153--169

EN

This study was carried out on the background of Sutong Bridge project based on fracture mechanics, aiming at analyzing the growth mechanism of fatigue cracks of a bridge under the load of vehicles. Stress intensity factor (SIF) can be calculated by various methods. Three steel plates with different kinds of cracks were taken as the samples in this study. With the combination of finite element analysis software ABAQUS and the J integral method, SIF values of the samples were calculated. After that, the extended finite element method in the simulation of fatigue crack growth was introduced, and the simulation of crack growth paths under different external loads was analyzed. At last, we took a partial model from the Sutong Bridge and supposed its two dangerous parts already had fine cracks; then simulative vehicle load was added onto the U-rib to predict crack growth paths using the extended finite element method.

PL

Ostatnimi laty, wraz z gwałtownym rozwojem chińskiego przemysłu transportowego, budowa mostów w Chinach weszła w nowy etap rozwoju robiąc duży krok naprzód i coraz więcej mostów rzecznych i morskich wyrasta z ziemi, a mosty te stały się niezastąpioną osią chińskiej sieci transportowej. Konstrukcja stalowa jest głównym komponentem budowy mostu; jednakże, może ulec zniszczeniu poprzez ciągłe obciążanie doprowadzając w ten sposób do pęknięć zmęczeniowych. Wraz ze wzrostem budowy mostów zwiększa się liczba fatalnych wypadków spowodowanych pęknięciami zmęczeniowymi, prowadząc do wysokich praktycznych wymagań dotyczących bezpieczeństwa i niezawodności konstrukcji. Współczynnik intensywności naprężenia (WIN) i kryteria rozwoju pęknięć to dwa kluczowe problemy w mechanice pęknięć. Metody obliczania WIN obejmują metodę analityczną i numeryczną, przy czym numeryczna metoda obejmuje metodę elementów skończonych, metodę objętości skończonej oraz metodę elementów brzegowych itd. Metoda elementów skończonych jest najczęściej stosowana do obliczania WIN, a metody obliczania WIN obejmują metodę zależną od przemieszczeń, wirtualną metodę zamykania szczelin, metodę całki J itd. Teoretyczny proces dedukcji WIN jest skomplikowany. Dla różnych modeli pęknięć zmiany warunków brzegowych spowodują brak przydatności pierwotnej metody obliczeniowej, tak więc należy wydedukować nową metodę obliczeniową. Dlatego symulacja elementów skończonych jest obecnie szeroko stosowana do modelowania obliczeń różnych modeli, ponieważ może znacząco skrócić czas tradycyjnych obliczeń, jak również poprawić ich wydajność. Na podstawie mechaniki pękania przestudiowano WIN oraz ścieżki rozwoju pęknięć biorąc za przykład model mostu „Sutong”, zasymulowano małe pęknięcia na dwóch niebezpiecznych częściach mostu oraz zastosowano obciążenie pojazdem względem ceownika, aby przewidzieć ścieżki rozwoju pęknięć.

4

Zastosowanie programu FRANC3D do analizy rozwoju pęknięć

Faszynka S., Rozumek D.

Mechanik

|

2014

|

R. 87 nr 11

932--934

PL

Przedstawiono zastosowanie programu FRANC3D do analizy rozwoju pęknięć. Program ten może być używany do obliczania naprężeń i rozwarcia wierzchołka pęknięcia (CTOD), przy czym najlepsze wyniki uzyskuje się dla materiałów sprężysto-plastycznych, w zakresie liniowo-sprężystym – do granicy plastyczności. Przykładowe wyniki obliczeń numerycznych uzyskane w programie FRANC3D przedstawiono w postaci map naprężeń normalnych i stycznych w próbkach z karbem ostrym.

EN

The paper presents FRANC3D software designed to calculate crack growth. FRANC3D software may be used to calculate stresses and crack tip opening displacement (CTOD). The software gives best results for elastic/plastic materials in proportional-elastic range up to the yield stress. Exemplary results of numerical calculations carried out by means of this computer software are presented as maps of normal and shear stresses in specimens with sharp notch.

5

Opis prędkości rozwoju pęknięć w stali przy obciążeniu zmęczeniowym z pojedynczymi cyklami przeciążenia

Werner K., Motłoch M.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Nauki Techniczne

|

2007

|

Z. 4

129-131

PL

Elementy maszyn i konstrukcje inżynierskie w trakcie eksploatacji podlegają często niewielkim przeciążeniom w wyniku losowego wzrostu obciążenia lub awaryjnego ich działania. Rozwój pęknięć zmęczeniowych po przeciążeniu ulega na pewien czas opóźnieniu na skutek znacznego rozrostu strefy plastycznej na czole pęknięcia, powodującego wzrost naprężeń ściskających przed czołem pęknięcia. Wzrost trwałości propagacji pęknięcia po wielu pojedynczych cyklach przeciążeniach może być znaczny.

EN

In this paper a study of description of fatigue crack growth rate in steel of higher strength in overload conditions is presented. The investigation of crack growth were carried out on flat samples made of 18G2A steel at constant amplitude tensile loading at stress ratio R=0,2 with single overload cycles at overload ratios kp=1,2 and 1,4. The results of overload crack growth retardation was described by the Wheeler model as well by modified version of Wheeler model – proposed by authors.

6

Analiza rozwoju pęknięć zmęczeniowych w stopie aluminium PA6 i stali 10HNAP oparta na ich mikrostrukturach

Rozumek D., Hepner M.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

Vol. 27, nr 2

59-63

PL

Praca zawiera wyniki badań rozwoju pęknięć zmęczeniowych w próbkach z karbem (rys. 1). Stosowano próbki płaskie z jednostronnym karbem. Przeprowadzono analizę rozwoju pęknięć dla trzech wartości współczynnika asymetrii cyklu oraz określono prędkości pęknięć zmęczeniowych. Porównano wyniki badań dla dwóch rodzajów materiałów przy zginaniu. Badania prowadzone były na maszynie zmęczeniowej MZGS-100 przy częstotliwości zmian obciążenia 28,8 Hz. Wyniki badań przedstawiono graficznie w postaci charakterystyk (rys. 6 i 7), dla których wyznaczono wartości współczynników równania Formana (tab. 5). Na przełomach (rys. 3 i 5) obserwowano przede wszystkim pęknięcia transkrystaliczne przez ziarna fazy a (stop PA6) i ziarna ferrytu oraz perlitu (stal 10HNAP).

EN

The paper contains the results of tests on the fatigue crack development in notched specimens (Fig. 1). Plane specimens with a unilateral notch were used. An analysis of crack development was carried out for three values of stress ratio and fatigue crack growth rate was determined. The results of tests for the two kinds of materials were compared under bending. The tests were done on the fatigue stand MZGS-100 under the loading change frequency of 28.8 Hz. The test results were presented graphically as characteristics (Figs. 6 and 7) for which the values of the Forman equation coefficients (Tab. 5) were determined. On the fractures (Figs. 3 and 5) there have been observed first of all transcrystalline cracks through the a phase grains (PA6 alloy) and ferrite as well as perlite grains (10HNAP steel).

7

Experimental investigations of Mode I and Mode II fracture toughness and intralaminar damage of textile composites.

Constantinescu D.M., Constantin N., Goss T.

Archive of Mechanical Engineering

|

2004

|

Vol. LI, nr 4

565-579

EN

Experimental evaluation on interlaminar and interlaminar fracture of multilayered and sandwich epoxy and polyester fabrics show an interesting behaviour at delamination initiation and crack propagation. Model I and Mode II tests were done on layered specimens with same type of artificial delamination to investigate the material influence on interlaminar fracture toughness and crack propagation. In sandwich specimens with a rigid foam core, the interlaminar damage failure and propagation are monitored.

PL

Badania ekperymentalne pęknięć śródwarstwowych i międzywarstwowych w wielowarstwowych kompozytach włókienniczych epoksydowych i poliestrowych pokazują interesujące zjawiska związane z zapoczątkowaniem procesu rozwarstwienia i rozwojem pęknięć. Testy w Modach I i II zostały wykonane na próbkach wielowarstwowych, przy tym samym typie sztucznego rozwarstwienia, w celu zbadania wpływu materiału na międzywarstwową odporność na kruche pękanie oraz rozwój pęknięć. Uszkodzenia śródwarstwowe i ich rozwój były monitorowane w próbkach wielowarstwowych ze sztywnym rdzeniem piankowym.

8

Wpływ wstępnego zmęczenia i przeciążeń na rozwój pęknięć zmęczeniowych w stali o podwyższonej wytrzymałości

Werner K., Kolasiński Z.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Mechanika

|

2003

|

Z. 78

493-500

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań rozwoju pęknięć zmęczeniowych dla stali o podwyższonej wytrzymałości 18G2A. Badania prowadzone w powietrzu i w środowisku korozyjnym - 3,5% roztworze wodnym NaCl na płaskich próbkach z centralnym karbem. Zastosowano zmęczeniowe obciążenie rozciągające o stałej amplitudzie z pojedynczymi cyklami przeciążenia oraz wstępne zmęczeniowe obciążenie przeciążeniowe. Wyniki badań wykazały istotny wpływ przeciążeń na prędkość pękania i trwałość próbek.

EN

In the work the results of investigations of fatique crack growth for 18G2A-higher strength steel are presented. The investigations were carried out in air and corrosive environment - 3,5% NaCl water solution on flat samples with central notch. One used the fatigue tensile stretching about constant amplitude with single cycles of the overloads and the initial fatigue overloads. The results of tests the essential influence of overloads on fatigue crack growth rate and durability of samples.