W pracy przedstawiono metody obliczeń uogólnionych współczynników intensywności naprężeń oparte na metodzie elementów skończonych. Metody te podzielono na: bezpośrednie, asymptotyczne i energetyczne. W metodach bezpośrednich poszukiwane wartości współczynników znajdują się w wektorze niewiadomych parametrów. W metodach asymptotycznych porównuje się rozkłady przemieszczeń w pobliżu punktu osobliwego otrzymane analitycznie i numerycznie. Metody energetyczne wykorzystują zmianę całkowitej energii potencjalnej układu wywołaną propagacją szczeliny lub twierdzenie o wzajemności prac. W pracy porównano dokładność obliczeń wybranymi metodami w przypadku zagadnienia tarczy ze szczeliną.
EN
In this paper methods of calculation of generalised stress intensity factor using finite elements method were presented. There methods were classified into: direct, asymptotic and energy methods. The accuracy of the presented methods for the case of a plate with a crack was compared.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Fatigue cracks in machine components are subjected to stress fields introduced by the external load and residual stresses resulting from the surface tratement. Stress fields in such cases are characterized by non-uniform distributions and handbook stress intensity factor solutions for such configurations are not available. The method presented below is based on the generalized weight function technique enabling the stress intensity factors to be calculated for any Mode 1 loading applied to arbitrary planar convex crack. The method is particularly suitable for modelling fatigue crack growth in presence of complex stress fields.
PL
Pęknięcia w elementach maszyn podlegają naprężęniom wywołanym obciążeniami zewnętrznymi oraz naprężeniom własnym wywołanym procesem technologicznym wytwarzania tych elementów. Pola naprężeń obciągających szczelinę charakteryzują się w takich przypadkach nierównomiernymi rozkładami, dla których nie istnieją wzory na współczynniki intensywności naprężeń. Przedstawiona metoda opiera się na ogólnej metodzie funkcji wagowych i umożliwia obliczanie współczynnika intesywności naprężeń dla dowolnych wypukłych szczelin płaskich przy 1 sposobie pękania. Metoda nadaje się w szczególności do modelowania wzrostu pęknięć zmęczeniowych przy dowolnym rozkładzie naprężeń obciążających szczelinę.
The article compares the calculation (analytical and numerical) values of stress intensity factor range under cyclic bending welded specimens. The tests were performed at constant moment amplitude Ma = 9.20 Nm and the stress ratio R = -1. Test specimens were made of towed steel rod S355. The numerical model of the specimens was performed in the ABAQUS software and the crack growth calculations were carried out in the FRANC3D software.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The present paper deals with analytical and numerical solutions for multiple stress field singularities - real and oscillatory - at the crack tip. Such stress fields may appear in composite materials with cracks. Numerical values of generalised stress intensity factors, K I (λ r) , K II (λ r) (and higher order terms coefficients have been determined by using numerical FEM results and special approximate functions AF. Analytical and numerical calculations have been done as an example for a rigid square inclusion with symmetric cracks located along the bond and subjected to normal longitudinal and transverse loading.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the article there is an analysis of forging process of a bolt with 6-point socket presented. The process was carried out in axi-symmetrical and three-dimensional state of strain. Profiles of temperature, effective strain and intensity of stress in successive stages of forging process have been estimated. It was concluded that obtained shapes of a preform and finished part are consistent with those observed in the industrial practice. The results of the numerical analysis can be useful in estimating mechanical properties in the whole of the bolt.
PL
W artykule przedstawiono analizę numeryczną procesu kucia śruby z gniazdem sześciokątnym. Proces realizowano w osiowosymetrycznym i przestrzennym stanie odkształcenia. Wyznaczono rozkład temperatury, intensywności odkształcenia i naprężeń w kolejnych zabiegach kucia. Stwierdzono, że otrzymane kształty przedkuwki i wyrobu końcowego wyznaczone numerycznie są zgodne z wynikami prób przemysłowych. Wyniki obliczeń numerycznych mogą służyć do oceny rozkładu własności mechanicznych w całej objętości śruby.
W pracy przedstawiono wyniki badań nad modyfikacją kompozytów ceramicznych w układzie Si3N4-Al2O3-Y2O3-TiC tlenkami: galu, indu, ceru, cyrkonu i cynku w celu zwiększenia odporności materiału na kruche pękanie. Wartość współczynnika intensywności naprężeń KIC dla wszystkich składów jest bardzo wysoka i waha się od 7,5 do 9 MPa x m do 0,5 w zależności od rodzaju i ilości wprowadzonej domieszki. Największą odpornością na kruche pękanie charakteryzowały się spieki 60% Si3N4-Al2O3-3,5%Y2O3-15% TiC z dodatkiem 11,5% ZrO2 lub 6,5% CeO. Interesujący jest fakt doświadczalny, że wraz ze wzrostem współczynnika KIC nie zmniejsza sie radykalnie twardość spieków. W celu wyjaśnienia przyczyny znaczącego wzrostu odporności na kruche pękanie przeprowadzono badania mikrostruktury spieków.
EN
The paper presents the results of experiments on the modification of ceramic composites of the Si3N4-Al2O3-Y2O3-TiC system by adding gallium, indium, cerium, zirconium or zinc oxides, with the aim of improving the fracture toughness of the material. For all the compositions, the value of the stress intensity factor KIC is very high and ranges from 7.5 to 9 MPa x m to 0,5 depending on the kind and amount of the additive. The best fracture toughness was obtained in 60% Si3N4-Al2O3-3,5%Y2O3-15%TiC sinters added with 11,% of ZrO2 or 6,5% of CeO. An interesting experimental fact is that an increase of the KIC value does not result in any drastic decrease of the material hardness. In order to explain the role played by the additives in increasing so significantly the fracture toughness of the sintered materials, their microstructures were examined.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.