|
|
Teoretické pozadí výpopčtu lomových parametrů pomocí metody hraničních prvků
Gröger, Roman
Článek se zabývá aplikací metody hraničních prvků na problematiku výpočtu lomových parametrů v případě, kdy je plastická oblast na čele trhliny malá. Lomové chování takových trhlin je pak možné popsat dvěma nezávislými parametry- faktorem intenzity napětí K a T napětím. V první části článku uvádím teoretické pozadí metody hraničních prvků a klasifikaci druhů singularit podle Mukherjeeho. Na numerickém případě je pak provedeno srovnání hodnot těchto parametrů získaných pomocí metody konečných prvků s využitím systému ANSYS s hodnotami získanými BEM.
|
|
|
Vliv T-napětí na kritéria stability šíření trhliny pro kombinovaný mód namáhání
Seitl, Stanislav
S cílem aplikovat postupy dvouparametrové lomové mechaniky na popis chování trhlin jsou v příspěvku modifikována kritéria stability pro šíření trhlin při kombinovaném normálo-vém a smykovém namáhání (Mód I, II). Úloha je řešena v rámci lineární elastické lomové mechaniky a hodnoty constraintu napětí jsou charakterizovány velikostí T- napětí. Výsledky umožňují popsat vliv geometrie tělesa na jeho lomové chování.
|
|
|
Vliv V-vrubu na rychlost růstu únavové trhliny
Hutař, Pavel ; Knésl, Zdeněk
V této práci je studován vliv constraintu na rychlost šíření trhliny z ostrého V-vrubu. Constraint je charakterizován hodnotou T-napětí, která je zahrnuta do vztahu pro rychlost šíření trhliny pomocí efektivní hodnoty faktoru intenzity napětí. Úloha je řešena pro několik úhlů otevření V-vrubu a pro různé délky trhlin. Výsledky jsou porovnány s nesingulárním U-vrubem.
|
|
|
Vliv T-napětí na charakteristiky popisující únavovou trhlinu při cyklickém namáhání
Hutař, Pavel
V této práci je analyzován vliv T-napětí na charakteristiky popisující rychlost šíření únavové trhliny. Analýza byla provedena pro dvě hladiny zatěžování, a to jak pro plné zatížení tak pro odlehčení. Je zde diskutována možnost použití parametrů jako je CTOD "otevření trhliny na hranici plastické zóny" a rp "velikost plastické zóny ve směru šíření trhliny", jako řídících parametrů šíření únavové trhliny. Je zde diskutováno několik metod určení rychlosti šíření únavové trhliny.
|
|
|
Calculation of fracture parameters for the cracked bodies strengthened by circular patches
Gröger, Roman
The present article yields a quantitative characterization of the influence of geometry and material properties on the values of fracture parameters. Both the cracked sheets with single and double circular patches are used for the analysis. The desired value of elastic T stress is obtained using the conservation M integral resulting from the Eshelby integral concept. For the SIF calculation, the indirect method of J integral is used and the general concept for the SIF separation in case of a mixed mode of loading is discussed here. The reduction effect is specified by the ratios of SIF and T stress. The method of stiffening the region surrounding the crack tip can be used as an alternative method of the lifetime prolongation, but cannot be used in all cases. Sometimes the usual method of the crack tip singularity cancellation is the only one to repair the structure.
|
|
|
Analýza algoritmů výpočtu T napětí s ohledem na vliv vyšších členů Williamsova rozvoje
Gröger, Roman
Článek poskytuje srovnání přesnosti aproximace T napětí diferenčními algoritmy při zahrnutí vyšších členů Williamsova rozvoje popisujícího napjatost v tělese s trhlinou. Výpočty jsou prováděny na tělese s nízkým constraintem (SECT) a také na vzorcích pro trojbodový ohyb (3PB), kterým prísluší vysoké hodnoty constraintu, pro čistě normálový mód zatížení. Zahrnutím různého počtu členů rozvoje jsou určeny oblasti dominance, na kterých je realizován diferenčními postupy výpočet T napětí. Pro analytické řešení napjatosti jsou využity hodnoty lomových parametrů K, T, A3, A4 odpovídající prvním čtyřem členům rozvoje. Jako alternativní metoda kvantifikace constraintu je použita extrapolace z hodnot horizontální složky napětí na lících trhliny. Hodnoty získané diferenčními postupy jsou porovnány s výsledky získanými přepočtem T napětí z M integrálu. V závěru článku jsou doporučeny vhodné poměry r/a, na kterých je možné diferenční algoritmy použít se zaručenou přesností.
|
|
|
Two-parameter characterisation of a crack growing in the vicinity of the material interface
Gröger, Roman ; Knésl, Zdeněk
Stabilita směru šíření trhliny v okolí rozhraní dvou elastických materiálů je analyzována pomocí kritérií dvouparametrové lineárně-elastické lomové mechaniky. Cílem práce je zejména kvantifikace vlivu T napětí na směr šíření trhliny, přičemž nehomogenita rozhraní je určena Dundursovými kompozitními parametry a také poměrem Youngových modulů jednotlivých materiálů. Z určených hodnot T napětí a faktorů intenzity napětí KI, KII je v dalším použito Sihova kritéria hustoty deformační energie a modifikovaného MTS kritéria pro predikci směru šíření trhliny. Oba tyto přístupy jsou srovnány pomocí tzv. stabilizačního úhlu. V závěru práce je dokázáno, že záporné hodnoty T napětí způsobují natáčení trhliny do směru kolmého k rozhraní materiálů.
|
|
|
Výpočet lomových parametrů pro trhlinu iniciovanou ve vrcholu V-vrubu
Gröger, Roman ; Hutař, Pavel
Článek představuje aplikaci dvou principů výpočtu lomových parametrů - přímé metody hraničních prvků a metody hybridních prvků - na problematiku výpočtu lomových parametrů trhliny šířící se z kořene V-vrubu. T napětí a faktor intenzity napětí jsou určeny pro různé úhly otevření vrubu, přičemž, je sledována citlivost lomových parametrů trhliny na změnu úhlu vrubu. Získané výsledky přispívají k přesnějšímu odhadu okamžiku nestabilního šíření trhliny vycházející z kořene obecného koncentrátoru napětí.
|
|
|
Two-Parameter Approach for Short Cracks at Notches
Seitl, Stanislav ; Hutař, Pavel ; Knésl, Zdeněk
A two parameter constraint-based fracture mechanics method is applied to the behavior of microstructurally and mechanically short fatigue cracks. A short crack in the vicinity of a grain boundary and a crack which is engulfed by the plastic strain field of a notch are studied as examples. The different levels of stress constraint are quantified by using the T-stress and the Q parameter. The corresponding calculations are performed by using a finite element method (ANSYS system). The influence of the T values on the propagation of short fatigue cracks is analyzed. The size of the plastic zone and the crack closure are significantly affected by the level of constraint. The influence of constraint on small fatigue crack growth kinetic is studied under the assumption that the controlling variable for the rate of propagation of the fatigue crack is the size of the plastic zone.
|
|
|
Quantitative Assessment of the T-stress in Short Fatigue Crack Propagation
Seitl, Stanislav ; Knésl, Zdeněk
V tomto příspěvku jsou presentovatovány základní výsledky, které byly získány aplikací postupů dvouparametrové lomové mechaniky na popis chování těchto trhlin. S cílem popsat chování mikrostrukturálně krátkých únavových trhlin byl zejména studován vliv rozhraní dvou materiálů (charakterizující hranici zrna) na T-napětí. Byl vytvořen model umožňující výpočet faktorů intenzity napětí KI a KII a parametru T-napětí pro trhlinu nacházející se v blízkosti rozhraní dvou elastických různých materiálů. Získané výsledky umožňují modelovat úroveň constraintu napětí v okolí krátké únavové trhliny a spolu s výpočtem hodnot faktoru intenzity napětí KI a KII jsou použity pro popis chování krátkých trhlin ve vztahu k mikrostruktuře materiálu. Zejména bude poukázáno na rozdíly v chování mezi krátkými a dlouhými únavovými trhlinami, které souvisí s použitím dvouparametrové lomové mechaniky. Pro výpočet rychlosti šíření krátké únavové trhliny byla použita modifikovaná Parisova-Erdoganova rovnice, která uvažuje vliv T-napětí na rychlost šíření únavových trhlin.
|
host ::
RSS.