Publikacje

Streszczenie:

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.

Abstract:

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.

B I B L I O G R A F I A1. ADINA 2006a, ADINA 8.4.1: User Interface Command Reference Manual -Volume I: ADINA Solids & Structures Model Definition, Report ARD 06-2, ADINA R&D, Inc.
2. ADINA 2006b, ADINA 8.4.1: Theory and Modeling Guide - Volume I: ADINA, Report ARD 06-7, ADINA R&D, Inc.
3. Ainsworth R.A., O'Dowd N.P., 1994, A framework of including constraint effects in the failure assessment diagram approach for fracture assessment, ASME Pressure Vessels and Piping Conference, ASME, PVP-Vol 287/MD-Vol 47
4. FITNET, 2006, FITNET Report, (European Fitness-for-service Network), Edited by M. Kocak, S.Webster, J.J. Janosch, R.A. Ainsworth, R. Koers, Contract No. G1RT-CT-2001-05071
5. Gałkiewicz J., Graba M., 2006, Algorithm for determination of e_ij (n, _),e"ij(n, _), eui(n, _), dn(n), and In(n) functions in Hutchinson-Rice-Rosengren solution and its 3D generalization, Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 44, 1, 19-30
6. Graba M., 2008, The influence of material properties on the Q-stress value near the crack tip for elastic-plastic materials, Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 46, 2, 269-290
7. Hutchinson J.W., 1968, Singular behaviour at the end of a tensile crack in a hardening material, Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 16, 13-31
8. Kumar V., German M.D., Shih C.F., 1981, An engineering approach for elastic-plastic fracture analysis, EPRI Report NP-1931, Electric Power Research Institute, Palo Alto, CA
9. Li Y., Wang Z., 1985, High-order asymptotic field of tensile plane-strain nonlinear crack problems, Scientia Sinica (Series A), XXIX, 9, 941-955
10. Neimitz A., Dzioba I., Molasy R., Graba M., 2004,Wpływ więzow na odporność na pękanie materiałow kruchych, Materiały XX Sympozjum Zmęczenia i Mechaniki Pękania, Bydgoszcz-Pieczyska, 265-272
11. Neimitz A., Graba M., Gałkiewicz J., 2007, An alternative formulation of the Ritchie-Knott-Rice local fracture criterion, Engineering Fracture Mechanics, 74, 1308-1322
12. O'Dowd N.P., 1995, Applications of two parameter approaches in elasticplastic fracture mechanics, Engineering Fracture Mechanics, 52, 3, 445-465
13. O'Dowd N.P., Shih C.F., 1991, Family of crack-tip fields characterized by a triaxiality parameter - I. Structure of fields, J. Mech. Phys. Solids, 39, 8, 989-1015
14. O'Dowd N.P., Shih C.F., 1992, Family of crack-tip fields characterized by a triaxiality parameter - II. Fracture applications, J. Mech. Phys. Solids, 40, 5, 939-963
15. Ritchie R.O., Knott J.F., Rice J.R., 1973, On the relationship between critical tensile stress and fracture toughness in mild steel, Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 21, 395-410
16. SINTAP, 1999, SINTAP: Structural Integrity Assessment Procedures for European Industry. Final Procedure, Brite-Euram Project No. BE95-1426 - Rotherham: British Steel
17. Sherry, A.H., Wilkes M.A., Beardsmore D.W., Lidbury D.P.G., 2005a, Material constraint parameters for the assessment of shallow defects in structural componenets - Part I: Parameter solutions, Engineering Fracture Mechanics, 72, 2373-2395
18. Sherry A.H., Hooton D.G., Beardsmore D.W., Lidbury D.P.G., 2005b, Material constraint parameters for the assessment of shallow defects in structural components - Part II: Constraint - based assessment of shallow cracks, Engineering Fracture Mechanics, 72, 2396-2415
19. Shih C.F., O'Dowd N.P., Kirk M.T., 1993, A framework for quantifying crack tip constraint, [In:] Constraint Effects in Fracture, ASTM STP 1171, E.M. Hackett, K,-H. Schwalbe, R.H. Dodds, Eds., American Society for Testing and Materials, Philadelphia, 2-20
20. Sumpter J.D.G., Forbes A.T., 1992, Constraint based analysis of shallow cracks in mild steel, TWI/EWI/IS International Conference on Shallow Crack Fracture Mechanics Test and Application, M.G. Dawes, Edit., Cambridge, UK, paper 7
21. Yang S., Chao Y.J., Sutton M.A., 1993, Higher order asymptotic crack tip in a power-law hardening material, Engineering Fracture Mechanics, 45, 1, 99-120

POWRÓT

Strona główna > Publikacje

The influence of material properties and crack length on the Q-stress value near the crack tip for elastic-plastic materials for centrally cracked plate in tension