Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 19

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  J integral
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
PL
Współcześnie do opisu uszkodzeń, takich jak pęknięcia oraz rozwarstwienia (pęknięcia międzywarstwowe) używa się kilku typów metod. Wśród nich, techniki numeryczne wykorzystujące analizę MES są w powszechnym użyciu komercyjnym. Techniki te wykorzystują modele teoretyczne i wielkość zaproponowane przez liniowo-sprężystą mechanikę pękania (LSMP), takie jak prędkość uwalniania energii G oraz całka J, które pozwalają na sformułowanie energetycznego kryterium z pominięciem problemu osobliwości w wierzchołku szczeliny. W artykule przedstawiona zostanie metoda numeryczna umożliwiająca analizę próbek izotropowych i ortotropowych ciał ze szczeliną. Wyniki porównane zostaną ze znanymi rozwiązaniami analitycznymi. Dodatkowo, co istotne ze względu na zastosowanie w przemyśle, prezentowana metoda zostanie dostosowana do użycia w modelach z prostymi siatkami prostokątnymi. Weryfikacja wyników zostanie przeprowadzona na podstawie podziału typów obciążeń na typ I i II.
EN
Recently, many methods are used in order to describe and calculate the effects of structural damage phenomena such as cracks and delaminations. Among them, the numerical methods based on FEM analyses are in wide-spread commercial use. These methods have typically focused on the descriptions provided by linear elastic fracture mechanics (LEFM) theory such as the energy release rate G and the J integral, which allow to formulate an energetic fracture criterion without dealing with the details of physical singularities occurring at the crack tip. In this paper, a numerical method based is used to analyze both isotropic and ortotropic materials. The results are compared with well-known analytic solutions. In addition, this method is optimized for use with simple, rectangular meshes - the matter vital for industrial, every day usage. The verification is made basing on mode partitioning.
PL
W artykule przedstawiono metodykę badań parametrów mechaniki pękania na próbkach półwalcowych, która jest stosowana na Politechnice Gdańskiej. Przedstawiono również wyniki badań mieszanek mineralno-asfaltowych do warstwy ścieralnej i warstwy wiążącej oraz dokonano klasyfikacji badanych materiałów pod kątem odporności na pękanie.
EN
The paper presents the methodology for determining the fracture mechanic parameters, which is used at Gdańsk University of Technology. It also presents the results of laboratory tests of fracture mechanics parameters of asphalt mixes designed to wearing course and binder course. On the basis of the results the studied asphalt mixes were evaluated for resistance to fracture.
PL
W artykule przedstawiono przegląd literatury oraz podstawy teoretyczne wyznaczania krytycznej wartości współczynnika intensywności naprężeń KIC, oraz całki JC, charakteryzującej krytyczną prędkość uwalniania energii. Przedstawiono również wyniki badań laboratoryjnych parametrów mechaniki pękania betonów asfaltowych konwencjonalnych i o wysokim module sztywności. Na podstawie otrzymanych wyników dokonano próby oceny badanych mieszanek pod kątem odporności na pękanie.
EN
The paper presents the literature review and theoretical approach for determining the critical stress intensity factor KIC and the J-integral, characterized by the critical strain energy release rate. It also presents the results of laboratory tests of fracture mechanics parameters of conventional asphalt concrete and high modulus asphalt concrete. On the basis of the results the studied asphalt concretes were evaluated for resistance to fracture.
PL
W niniejszej pracy poruszono temat oceny parametrów charakteryzujących odporność na pękanie stali 145Cr6, z wykorzystaniem badań doświadczalnych oraz obliczeń numerycznych. Omówiono program badań doświadczalnych oraz szczegóły obliczeń numerycznych, które prowadzono dla przypadku modeli trójwymiarowych oraz przypadku dominacji płaskiego stanu odkształcenia (p.s.o.). Zaprezentowane w pracy wyniki mogą okazać się przydatne w rozwiązywaniu problemów inżynierskich z zakresu oceny rzeczywistej odporności na pękanie wyznaczanej według jednego z wielu kryteriów pękania, a także w zakresie oszacowania rozkładu naprężeń przed frontem pęknięcia w elementach konstrukcyjnych wykonanych ze stali NC6 - 145Cr6.
EN
In the paper the assessment of the fracture toughness and parameters of the elastic-plastic fracture mechanics for the 145Cr6 steel will be presented and discussed, using experimental method and numerical calculations. It should be noted, that there will be discussed the experimental research program and details of numerical calculations which be carried out for the case of three-dimensional models and the two-dimensional models with dominance of plane strain state. Results presented in the paper may be useful for solving engineering problems in the field of assessment of real fracture toughness using appropriate fracture criteria, as well as in the estimation of stress distribution near crack tip in structural components made of NC6 steel (145Cr6 steel).
EN
Recently, much attention has been paid to TRIP steel since it indicates both high ductility and strength by strain induced martensitic transformation. This transformation allows TRIP steel to offer larger energy absorption than other steel at the same strength level. Therefore, it is expected to be applied to automobiles as security components that absorb energy upon collision. To produce the best performance of TRIP steel, the J-integral of TRIP steel should be investigated with respect to a various deformation rates for an evaluation of energy absorption. In the present study, the three point bending (3B) test is conducted for investigating the Jintegral until the crack growth of TRIP steel. Then, in order to determine the energy absorption characteristic by the J-integral value at various locations in the components of TRIP steel, the size of the specimen should be very small. Thus, an SP test is introduced and conducted by using the newly established apparatus based on the SHPB method. By using the result of the SP test in conjunction with the result of a 3B test, the evaluation of the J-integral of TRIP steel subject to various deflection rates is attempted. The correlation between the J-integral and the equivalent fracture strain of the SP test for TRIP steel is challenged to be redefined.
6
Content available Odporność na pękanie starej stali mostowej
PL
Tematyka artykułu jest związana z zagadnieniami odporności na pękanie starej stali mostowej, która została pobrana z mostu kolejowego o okresie eksploatacji przekraczającym 100 lat. Omówiono podstawowe zagadnienia mechaniki pękania, a także podano szczegółowe informacje na temat procedur wyznaczania odporności na pękanie, które są stosowane w badaniach stali mostowych. Omówiono wyniki przeprowadzonych badań, w których oszacowano wartość całki JQ, określając tym samym odporności na pękanie badanej stali.
EN
The subject of paper is related to problems the of fracture toughness of old steel bridge which was taken from the railway bridge, that was loaded during more than 100 years. The basic problems of fracture mechanics, as well as detailed information on the procedures of determination of material fracture toughness, which were used in the steel bridge research, are presented. The results of the study, the critical values of JQ integral, defining the fracture toughness of investigated steel are discussed.
EN
In the paper, values of the Q-stress determined for various elastic-plastic materials for centre cracked plate in tension (CC(T)) are presented. The influence of the yield strength, the work-hardening exponent and the crack length on the Q-parameter was tested. The numerical results were approximated by closed form formulas. This paper is a continuation of the catalogue of the numerical solutions presented in 2008, which presents Q-stress solutions for single edge notch specimens in bending – SEN(B). Both papers present full numerical results and their approxi- mation for two basic specimens which are used to determine in the laboratory tests the fracture toughness – J-integral, and both specimens are proposed by FITNET procedure used to idealize the real components.
PL
W pracy przedstawione zostały wartości naprężeń Q wyznaczone dla szeregu materiałów sprężysto-plastycznych dla płyt z centralną szczeliną na wskroś poddawanych rozciąganiu (CC(T)). Omówiony został wpływ granicy plastyczności i wykładnika umocnienia na wartość naprężeń Q, a także wpływ długości pęknięcia. Wyniki obliczeń numerycznych aproksymowano formułami analitycznymi. Rezultaty pracy stanowią podręczny katalog krzywych J-Q dla próbek CC(T) – próbek z przewagą rozciągania, możliwy do wykorzystania w praktyce inżynierskiej. Prezentowane wyniki są kontynuacją katalogu zaprezentowanego w roku 2008], który zawierał numeryczne rozwiązania i ich aproksymacje dla próbek z przewagą zginania (próbki SEN(B)). Oba elementy konstrukcyjne (próbki CC(T) i SEN(B)) często są wykorzystywane do wyznaczania odporności na pękanie w warunkach laboratoryjnych, a w analizie inżynierskiej stosuje się je jako uproszczenie złożonego obiektu konstrukcyjnego, co zalecane jest w procedurach FITNET.
PL
W pracy wykonano symulację metodą elementów skończonych próby czteropunktowego zginania próbki stopu tytanu Ti-6Al-4V z utwardzoną warstwą wierzchnią. W warstwie wierzchniej złożonej z zewnętrznej powłoki sprężystej oraz warstwy dyfuzyjnej wprowadzono pęknięcie powierzchniowe, którego wierzchołek znajdował się w podłożu. Określono wpływ cech geometrycznych i właściwości modyfikowanej warstwy wierzchniej (grubości powłoki, głębokości warstwy dyfuzyjnej, właściwości wytrzymałościowych powłoki, warstwy dyfuzyjnej i materiału podłoża oraz stanu naprężeń własnych w powłoce) na wartość siły uogólnionej, wyrażonej całką J, działającej na szczelinę. Wartość całki J może być uznana za siłę napędową rozwoju pęknięcia.
EN
In the paper, numerical simulation of the four point bending test of the Ti-6Al-4V titanium alloy with a hardened surface layer was carried out using the two dimensional finite element method. The surface crack penetrating the hard elastic coating was introduced in the model. The effect of the coating thickness and stiffness, residual stresses in the coating, yield strength of the substrate material and yield properties of the diffusion hardened layer on the crack driving force expressed in terms of the J integral was determined. The results could be used to select the parameters of a surface layer with complex structure in the process of the design of load bearing components against fracture.
EN
In this paper the values of the maximum opening stress and its distance from crack tip determined for various elastic–plastic materials for single edge notched specimens in bending (SEN(B)) are presented. The influence of the yield strength, the work-hardening exponent and the crack length on the maximum opening stress was tested. The numerical results were approximated by the closed form formulas. In this paper some comments and suggestions about modeling FEM assuming large strain formulation are given.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań stali zgrzewnych pochodzących z XIX-wiecznych stalowych elementów konstrukcyjnych. Zaprezentowano rezultaty badań statycznych po przeszło 130-letnim okresie eksploatacyjnym - statyczną próbę rozciągania, całkę J, a także wyniki badań cyklicznych - rozwój pękania zmęczeniowego oraz dynamicznych - udarność. Wyniki wskazują na znaczący wpływ procesów degradacji mikrostruktur na właściwości eksploatacyjne stali zgrzewnych. Badania prowadzono dla materiału w dwóch stanach, tj. poeksploatacyjnym i normalizowanym. Zgodnie z wytycznymi opracowanymi w ramach teorii degradacji [4] i jej materiałowymi aspektami [8], normalizowanie ma na celu odtworzenie mikrostruktury stali w stanie wyjściowym. Przedstawione w pracy wyniki pozwalają wyciągnąć wnioski dotyczące określenia charakteru i tendencji przyszłych zmian właściwości wytrzymałościowych.
EN
In the paper the investigation results of puddled steel from nineteenth-century constructions are presented. The results of static tensile tests after more than BO-year operating period: fracture toughness, the critical value of the J integral and the fatigue crack growth, and dynamic tests toughness results are presented in this article. The results show a significant effect of degradation processes. The abovementioned processes caused the brittleness of puddled steel. All the tests were performed for the material in two states, i.e. post-operated and normalised ones. In accordance with the guidelines developed in the framework of the degradation theory [4J and its material aspects [8J, normalising is designed to reproduce the microstructure of steel in the initial state. The results presented allow us to draw the conclusions about trends related to the nature and future negative changes in mechanical properties.
EN
In the paper the values of the Q-stress determined for various elastic-plastic materials for single edge notched plates in tension (SEN(T)) presented. Used in the paper specimens, are the basic structural elements, which can be used to idealizing real construction, based on FITNET procedure. The influence of the yield strength, the work-hardening exponent and the crack length on the Q-parameter was tested. The numerical results were approximated by the closed form formulas. All obtained results may be a handy catalogue of the J-Q curves, which may be useful in engineering practice.
PL
W pracy przedstawione zostaną wartości naprężeń Q wyznaczone dla szeregu materiałów sprężysto-plastycznych dla płyty z jednostronną szczeliną poddanej rozciąganiu (SEN(T)). Wybrana w pracy geometria jest jednym z podstawowych elementów konstrukcyjnych zalecanych przez procedury FITNET do idealizacji złożonych, rzeczywistych konstrukcji zawierających pęknięcia. Omówiony zostanie wpływ granicy plastyczności i wykładnika umocnienia na wartość naprężeń Q, a także wpływ długości pęknięcia. Wyniki obliczeń numerycznych aproksymowano formułami analitycznymi. Rezultaty pracy stanowią podręczny katalog krzywych J-Q, możliwy do wykorzystania w praktyce inżynierskiej.
PL
Praca zawiera wyniki badań doświadczalnych opisu prędkości wzrostu pęknięć zmęczeniowych w płaskich próbkach wykonanych ze stali FeP04 i poddanych rozciąganiu [1]. Próbki miały nacięty wewnętrzny, centralny karb w postaci szczeliny wykonanej pod różnym kątem do przekroju poprzecznego próbki o długości 2a0 = 10 mm z promieniami zaokrąglenia dna karbu ρ = 0,2 mm. Karby w próbkach wykonywano metodą elektroiskrową, a powierzchnię próbek po szlifowaniu polerowano. Wyniki badań prezentowane w pracy zostały uzyskane w Department of Mechanical Engineering w Padwie (na maszynie zmęczeniowej Schenck PSA100) i w Department of Management and Engineering w Vicenzy (na maszynie zmęczeniowej MTS 809).
EN
The paper presents the results of tests on fatigue crack growth under tension with shear in FeP04 steel. For the tests the plane specimens with central, symmetric stress concentrator in the form of the slots with side notches were used. The results of the experimental tests have been described by a formula based on the J-integral.
EN
The paper contains recommendations of finite element models of the crack tip neighborhood to obtain results independent of the finite element mesh. The recommendations are valid for elastic-plastic problems and finite strains. As an example, analysis of single edge notched specimens under bending is presented.
PL
W pracy przeprowadzono analizę wpływu modelu MES na wartość naprężeń przed frontem pęknięcia w materiałach sprężysto-plastycznych, wyznaczaną w sposób numeryczny wartość całki J oraz rozwarcie wierzchołka pęknięcia (RWP). Obliczenia prowadzono dla płaskiego stanu odkształcenia przy założeniu dużych odkształceń.
15
Content available remote Ductile Tearing Analysis in Overmatched Welded Joints
EN
Numerical analysis has been carried out to evaluate the ductile fracture in an overmatched welded joints case using a standard CT specimen. These investigations have been performed by analysing the monometallic, bimetallic and trimetallic configurations in order to compare global approaches (i.e. the J integral and CTOD) with a local approach (Rice and Tracey model). The different cases lead to a globally similar evolution of CTOD and of the J integral. These two parameters are not really affected when changing the configuration while the void growth ratio (R/Ro) is very sensitive to the strain and strain fields around the crack tip. Furthermore, according to the parameter (R/Ro) distribution at the crack tip, it seems possible to predict the crack propagation direction in the overmatched welded joints case.
16
Content available remote J-integral in the description of elasto-plastic crack growth kinetics curve.
EN
The paper presents kinetic fatigue crack growth curve for 10HNAP steel, which is verified experimentally. An energy approach based on the AJ-integral range is shown. The tests have been carried out on plane specimens with notches under tension-compression for three values of stress ratio R. The J-integral is calculated analytically and by the finite element method. A relationship for the description of the whole kinetic crack growth curve including J-integral is presented. It is shown that at the constant loading and the change of stress ratio R from - 1 to 0 the fatigue crack growth rate increases. A relationship is proposed in the paper for description of the kinetic crack growth curve. It gives results that are consistent with experimental ones and those obtained with the use of the finite element method (FEM).
PL
W pracy zaprezentowano krzywą kinetyki wzrostu pękania zmęczeniowego dla stali 10HNAP, którą zweryfikowano doświadczalnie. Przedstawiono podejście energetyczne oparte na całce AJ. Badania prowadzono na próbkach płaskich z karbem przy rozciąganiu-ściskaniu dla trzech wartości współczynnika asymetrii cyklu R. Całkę J obliczano analitycznie i metodą numeryczną z zastosowaniem metody elementów skończonych (MES). Zaproponowano związek do opisu całej krzywej kinetyki wzrostu pękania z wykorzystaniem całki J. Wykazano, że przy stałej amplitudzie obciążenia rozciągającego-ściskającego i zmianie współczynnika asymetrii cyklu z R = -1 na R = 0 wzrasta prędkość pękania zmęczeniowego. Zaproponowany w pracy związek do opisu krzywej kinetyki wzrostu pękania daje wyniki zbieżne z doświadczalnymi i uzyskanymi przy użyciu MES.
17
Content available remote J-integral in description of fatigue crack growth rate.
EN
The paper presents the results of tests on fatigue crack growth under bending in an alastic-plastic material. Specimens with rectangular sections and stress concentrator in the form of external one-sided sharp notch were used. The tests were performed under the stress ratio R = -1, -0,5, 0. The test results were described by the deltha J-integral range and compared with the delta K stress intensity factor range. It has been found that there is a good agreement between the test reults and the empirical formula of fatigue crack growth rate, which includes the deltha J-integral range.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań doświadczalnych rozwoju pęknięć zmęczeniowych przy zginaniu w materiałach sprężysto-plastycznych. Do badań użyto próbek o przekroju prostokątnym z koncentratorem naprężeń w postaci zewnętrznego jednostronnego karbu ostrego. Badania prowadzono przy współczynnikach asymetrii cyklu R = -1, -0,5, 0. Wyniki badań doświadczalnych opisano zakresem całki delta J i porównano z zakresem współczynnika intensywności naprężeń delta K. Stwierdzono dobrą zgodność wyników eksperymentalnych z równaniem prędkości wzrostu pęknięć zmęczeniowych, w którym występuje zakres całki delta J.
18
Content available remote Dyssypacja energii jako miara odporności materiału na pękanie
PL
Przedstawiony model szczeliny inspirowany jest analogią z kwantowym prawem emisji światła, postulowanym przez Maxa Plancka w końcu XIX stulecia. Model ten uogólnia wcześniejsze idee Barenblatta, Dugdale 'a oraz grupy Bilby 'ego, Cotrella oraz Swindena w Anglii. Nowością jest włączenie zjawisk związanych z odkształceniem oraz zmianami mikrostruktury, które poprzedzają inicjacje pęknięcia, i które zostały udokumentowane doświadczalnie przez syberyjską szkołę fizyków w Tomsku. Są to tzw. zjawiska Panina, jakie dały początek nowej dziedzinie nauki powstałej w ramach inżynierii materiałowej - mezomechanice. Analiza koncentruje się na porównaniu dwóch wielkości: dyssypacji energii jaka poprzedza pękniecie w ciele niesprężystym, oraz energii zużytej w końcowym akcie dekohezji, czyli właściwej pracy zniszczenia. Stosunek tej pracy do całkowitej dyssypacji energii nazwany został "współczynnikiem transmisji energii", w literaturze amerykańskiej oznaczany symbolem ETR (energy transmission ratio). Pokazano, że współczynnik ten może śluzy c jako miara odporności materiału na pękanie. Ustalono ilościowe związki między współczynnikiem ETR oraz klasycznymi parametrami krzywej R, stosowanymi w nieliniowej mechanice pękania.
EN
The model is rooted in the mesomechanical approach to Fracture Mechanics and it is inspired by the quantum law concerning emission of light, which was postulated by Max Pianek at the end o f 19"' century. The model provides an extension q f the early concepts of Barenblalt, Dugdale and the Bilby-Cotrell-Swinden team. It also incorporates the experimental ohseryations ofthepre-fracture states due to Panin and his school in Tomsk. Relations between micro- and macro-parameters that characterize the deformation and fracture processes in dissipative media arę described in detali. The analysis suggests that the ratio o f the "tnie " work o f fracture to the total energy dissipated during the course of the irreversible deformation, contained within the end żonę, can be used as a measure of material resistance to a quasistatically propagating fracture. This rafio, named "energy transmission ratio " (ETR), is useci to ąuantify the percentage of energy that is transported uli the way to the crack tip and becomes available for the final act of decohesion. One may readily show that the reciprocal of ETR. say "energy absorption ratio ", provides an alternative representation of the material toughness enhancement during the early stages o f non-elastic fracture, illustrated by an R-curve.
EN
The line spring finite element is a versatile numerical tool for performing engineering fracture mechanics analysis of surface cracked shells. An accurate yield surface of plane strain single-cracked (SEC) specimens having shallow, as well as deep, cracks is presented here. The meaning of the J-integral when crack growth occurs is discussed. The J-integral is regarded as a sort of accumulated measure of the global deformation in the ligament. The complete Gurson is used in order to support our observations. Furthermore a crack propagation law relating a local criterion for crack growth to the global deformation field is outlined. A methodology to link micro-mechanically based crack growth simulations with line spring analysis is proposed by suggesting an alternative way to calculate the J-integral from the line spring framework. Some details of the numerical implementation of the backward Euler integration scheme at the integration point of the line spring element in order to account for plasticity are presented here for a bilinear material model. An efficient numerical procedure, based on a proposed crack growth law, is also presented in order to account for ductile crack propagation. A numerical case is considered in order to show that the proposed procedure is suited to the purpose.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.