|
|
Influence of grain orientation on threshold values of short fatigue cracks
Náhlík, Luboš ; Knésl, Zdeněk
Problém, kterým se zabývá tento příspěvek je analýza šíření trhliny napříč zrnem, přičemž hranice mezi dvěmi zrny je považována za rozhraní dvou různých elastických materiálů. Hlavním cílem je stanovení kritického napětí, potřebného k šíření trhliny přes hranici zrna, jako funkce elastických konstant zrn. Příspěvek vychází z předpokladu, že hodnota kritického napětí je primárně určena prahovou hodnotou pro šíření únavových trhlin. V tomto příspěvku je jako určující veličina pro určení prahové hodnoty šíření trhlin použita velikost plastické zóny na čele únavové trhliny a jako její kritická hodnota je předpokládána její velikost odpovídající prahové hodnotě namáhání v homogenním materiálu. Je navržen model zabývající se vlivem orientace zrn na šíření krátkých a dlouhých únavových trhlin přes hranice zrn. Při výpočtu kritického napětí bylo využito kombinace analytického a numerického přístupu.
|
|
|
Vliv materiálových charakteristik na rychlost šíření únavové trhliny přes rozhraní dvou materiálů
Náhlík, Luboš
V rámci předpokladů lineární elastické lomové mechaniky je sledován vliv orientace trhliny vůči bi-materiálovému rozhraní a materiálových charakteristik, zvláště Poissonových konstant obou materiálů, na velikost exponentu singularity napětí. Na jeho základě je vypočtena hodnota zobecněného faktoru intenzity napětí a navržen postup umožňující odhad rychlosti šíření únavové trhliny v takovýchto případech. Je uveden příklad demonstrující navržený postup a ukázán vliv materiálových parametrů na možné únavové poškození kompozitních materiálů. Výpočty byly provedeny pomocí MKP.
|
|
|
Estimation of the Critical Stress for Failure of a Protective Layer
Náhlík, Luboš ; Knésl, Zdeněk
This contribution describes a study of the behaviour of a crack growing in a protective layer and penetrating through an interface into a substrate. Special attention is devoted to a crack touching the interface. Conditions for the stability of a crack terminating at the interface between two materials are analyzed. The problem is studied under the assumptions of linear-elastic fracture mechanics. A new tentative criterion of stability based on application of the strain energy density concept is formulated and applied to the problem. The suggested criterion is used to estimate the critical applied stress for the failure of a substrate caused by a crack growing through the protective layer. It is shown that the critical stress may strongly depend on the fracture toughness of the substrate and on the bi-material parameters.
|
|
| |
|
|
Analýza napětí v okolí singulárních koncentrátorů napětí
Knésl, Zdeněk ; Náhlík, Luboš ; Hutař, Pavel
V příspěvku je diskutována problematika stanovení napětí v okolí napěťových koncentrátorů metodou konečných prvků. Je uveden postup umožňující spolehlivý odhad rozdělení napětí v okolí obecných singulárních koncentrátorů napětí založený na kombinaci limitního analytického řešení a numerických výsledků získaných metodou konečných prvků. Naznačený postup umožňuje spolehlivější hodnocení vlivu singulárních koncentrátorů napětí na provozní životnost strojnických konstrukcí.
|
|
|
Interakce trhliny a kovového substrátu v plasmových keramických nástřicích
Náhlík, Luboš ; Knésl, Zdeněk ; Kroupa, František
Plasmové keramické nástřiky obsahují velkou hustotu tzv. mikro-splatů, které jsou příčinou nízkého modulu pružnosti v tahu a nízké lomové houževnatosti nástřiku. Za pomoci metod lomové mechaniky je studováno šíření počáteční povrchové trhliny ve směru k bi-materiálovému rozhraní. V blízkosti rozhraní dochází k "odpuzování" šířící se trhliny díky vyššímu modulu pružnosti v tahu substrátu. Je ukázáno, že při existenci trhliny v blízkosti bi-materiálového rozhraní vede vysoká hladina tahového napětí k lokální dekohezi povlaku a trhlina se může šířit podél rozhraní
|
|
|
Vliv rozhraní mezí matricí a inkluzí na šíření únavových trhlin
Náhlík, Luboš
Za předpokladu platnosti podmínek lineární elastické lomové mechaniky (LELM) je studováno chování únavové trhliny šířící se v blízkosti kruhové nehomogenity. Jsou uvažovány tři případy: trhlina nacházející se před kruhovou nehomogenitou, trhlina situovaná obecně vzhledem ke kruhové nehomogenitě a specielní případ, kdy se vrchol trhliny nachází na rozhraní mezi matricí a nehomogenitou. Hlavním cílem studie je najít převládající konfiguraci trhliny nacházející se v materiálu s nehomogenitami
|
|
|
Modelování šíření trhlin přes rozhraní dvou materiálů
Náhlík, Luboš
Práce se zabývá šířením trhlin v okolí a přes rozhraní mezi dvěma elastickými materiály. Předpokládá, že pro šíření trhlin budou splněny podmínky lineární elastické lomové mechaniky (LELM). V první části je pojednáno o chování trhlin šířících se před bi-materiálovým rozhraním a na numerických příkladech, provedených metodou konečných prvků v systému ANSYS, demonstrováno jejich typické chování. V dalším textu je pak uvažována trhlina s vrcholem na bi-materiálovém rozhraní, jenž je kolmá k tomuto rozhraní. Jsou uvedena již dříve publikovaná tři kriteria stability takovéto trhliny, na jejichž základě je stanoveno kritické napětí nezbytné pro další šíření trhliny z bi-materiálového rozhraní. Je provedeno srovnání výsledků získaných aplikací kriterií stability na modelový případ trhliny s vrcholem na rozhraní mezi dvěma elastickými materiály a učiněny závěry o vhodnosti jejich použití pro různé podmínky namáhání. V dalším je pak provedena úvaha o možnosti využití uvedených kriterií stability i pro trhlinu obecně orientovanou vůči bi-materiálovému rozhraní, respektive jejich vhodnosti a možnosti použití při hodnocení obecných singulárních koncentrátorů napětí s více než jedním exponentem singularity napětí.
|
|
|
Interakce trhliny a kameniva v betonu
Keršner, Z. ; Náhlík, Luboš ; Knésl, Zdeněk
V článku je beton prezentován jako dvoufázový materiál. Je modelováno chování dlouhé trhliny blížící se k rozhraní mezi cementovou pastou (matrice) a kamenivem (částice). Je ukázáno, že pokud je modul pružnosti v tahu cementové pasty větší než modul pružnosti v tahu kameniva, tak efektivní lomová houževnatost betonu je převážně závislá na lomových vlastnostech kameniva.
|
|
|
Interakce mezi trhlinou a kruhovou inkluzí
Náhlík, Luboš
V příspěvku je studována interakce mezi kruhovou inkluzí a trhlinou šířící se v její blízkosti za předpokladu platnosti lineární elastické lomové mechaniky (LELM). Předpokládá se elastické chování materiálu matrice i inkluze. Jsou studovány tři případy. V prvním se trhlina nachází v určité vzdálenosti před inkluzí, ve druhém se vrchol trhliny nachází také před inkluzí, ale osa trhliny je posunuta vůči ose inkluze. Ve třetím případě se vrchol trhliny nachází právě na rozhraní mezi matricí a inkluzí. V posledně jmenovaném případě ztrácí pojem součinitel intenzity napětí (SIN) svůj význam, neboť exponent singularity napětí je rozdílný od ½. Jako rozhodující veličina pro dalším šíření trhliny do materiálu inkluze je v práci použita velikost kritického napětí. Cílem práce je nalezení řevládající konfigurace v dvoufázovém materiálu modelovaném jako kruhové částice v matrici a popsat typické chování trhliny v tomto materiálu.
|
host ::
RSS.