Pole naprężeń przed frontem szczeliny w rzeczywistych obiektach konstrukcyjnych można opisać z wystarczającą dokładnością za pomocą dwóch członów. Oba człony winny uwzględniać trójwymiarowy charakter pól mechanicznych. Pierwszy człon jest członem osobliwym (rozwiązania Guo – uogólnione rozwiązanie HRR), a drugi człon aproksymuje wszystkie pozostałe człony rozwinięcia asymptotycznego (uogólnione rozwiązanie O’Dowd’a i Shih na przypadek trójwymiarowy).
EN
The stress fields near the crack tip can be described using two terms of the asymptotic solution. Both of their should take into consideration the three-dimensional nature of the mechanical fields. The first term is the singularity term (Guo solution – the HRR generalization), and the second term has approximated all of the remaining asymptotic terms (it’s the O’Dowd generalization for 3D case).
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.
W niniejszej pracy przedstawiony zostanie temat oceny parametrów charakteryzujących odporność na pękanie stali 145Cr6, z wykorzystaniem badań doświadczalnych oraz obliczeń numerycznych. Omówione zostaną program badań doświadczalnych oraz szczegóły obliczeń numerycznych, które prowadzone będą dla przypadku modeli trójwymiarowych oraz dla 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).
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.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
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.
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).
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.