Elasto-plastické řešení deformačního pole únavových trhlin u speciálních vzorků v módech II, III a II + III

Elasto-Plastic Solution of Stress-Strain Field at the Crack Tip in Special Specimens for Mode II, III and II+III Fatigue Crack Propagation

abstrakt

en

This contribution is focused on numerical elasto-plastic analysis of the stress-strain field at the crack tip in these special specimens made of a pure polycrystalline iron in order to check a validity of the \DeltaK-based description of fatigue crack growth characteristics. Numerically determined values allow us to describe the distribution of plastic deformation \epsilon_p in the whole cross-section. These results reveal that the small scale yielding conditions can be considered to be fulfilled near the threshold. For approximately two times higher \DeltaK values, the \DeltaK_J approach is already more convenient for a characterization of the crack tip stress-strain field. Moreover, the finite element analysis can be used to determine a suitable description for these higher values.

Tento příspěvek je zaměřen na numerickou analýzu elastoplastického deformačního pole na špici trhliny ve speciálních vzorcích z čistého polykrystalického železa k ověření platnosti přístupu \DeltaK založeného na charakteristikách růstu únavové trhliny. Numericky určené hodnoty umožňují popsat rozdělení plastické deformace \epsilon_p v celém průřezu. Tyto výsledky ukazují, že v blízkosti prahových hodnot lze považovat podmínky malé plastické zóny za splněné. Pro přibližně dvakrát vyšší hodnoty \DeltaK je pro charakterizaci deformačního pole trhliny již vhodnější přístup \ DeltaK_J. Kromě toho, analýza metodou konečných prvků múže být použita pro stanovení vhodného popisu těchto vyšších hodnot.

This contribution is focused on numerical elasto-plastic analysis of the stress-strain field at the crack tip in these special specimens made of a pure polycrystalline iron in order to check a validity of the \DeltaK-based description of fatigue crack growth characteristics. Numerically determined values allow us to describe the distribution of plastic deformation \epsilon_p in the whole cross-section. These results reveal that the small scale yielding conditions can be considered to be fulfilled near the threshold. For approximately two times higher \DeltaK values, the \DeltaK_J approach is already more convenient for a characterization of the crack tip stress-strain field. Moreover, the finite element analysis can be used to determine a suitable description for these higher values.

smykové módy, rychlost růstu trhliny, K-kalibrace, plastická deformace, J-integrál

shear mode, crack growth rate, K-calibration, plastic deformation, J-integral

01.07.2013

Vutium

Brno

978-80-214-4739-4

Materials Structure & Micromechanics of Fracture (MSMF7)

1

194–194

1