Preview

Industrial laboratory. Diagnostics of materials

Advanced search

Evaluation of the Size of Inelastic Strain Zone at the Top of the Crack Based on Analysis of the Displacement Fields

Abstract

The method is based on the assumption that the fracture zone around the crack is the area at the crack top where the stress-strain state (SSS) can not be described by the eigenfunctions of the solution of the elastic problem (Williams solution). To describe SSS beyond the fracture zone we use the aforementioned Williams expansion in which it a significant number of regular members should be taken into account. We proposed to use optical-digital methods to measure SSS parameters in the fracture zone which provide the a great bulk of experimental data in the form of displacement fields of the surface under study directly in a digital form.

About the Authors

A. S. Chernyatin
МГТУ им. Н. Э. Баумана; ПМАШ им. А. А. Благонравова РАН
Russian Federation


I. A. Razumovsky
ПМАШ им. А. А. Благонравова РАН
Russian Federation


Yu. G. Matvienko
ПМАШ им. А. А. Благонравова РАН
Russian Federation


References

1. Механика разрушения и прочность материалов / Под ред. В. В. Панасюка. Т. 1, 3, 4. - Киев: Наукова думка, 1988 - 1990.

2. Махутов Н. А. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность. В 2 ч. - Новосибирск: Наука, Ч. 1: Критерии прочности и ресурса, 2005. - 493 с.; Ч. 2. Обоснование ресурса и безопасности, 2005. - 610 с.

3. Партон В. З., Морозов Е. М. Механика упругопластического разрушения: специальные задачи механики разрушения. - URSS, 2008. -192 с.

4. Матвиенко Ю. Г. Модели и критерии механики разрушения. - М.: Физматлит, 2006. - 327 с.

5. Астафьев В. И., Радаев Ю. H., Степанова Л. В. Нелинейная механика разрушения. - Самара: Изд-во «Самарский университет», 2004. - 562 с.

6. Волков И. А., Коротких Ю. Г. Уравнения состояния вязкоупругопластических сред с повреждениями. - М.: Физматлит, 2008. - 424 с.

7. Морозов Е. М., Никишков Г. П. Метод конечных элементов в механике разрушения. - М.: ЛКИ, 2008. - 254 с.

8. Куджанов В. Н. Компьютерное моделирование деформирования, поврежденности и разрушения неупругих материалов и конструкций. Учебное пособие. - М.: МФТИ, 2008. - 212 с.

9. Айрих В. А., Глаголев В. В. К определению напряженного состояния упругопластических тел с трещиной / Изв. Тульского государственного университета. Естественные науки. 2014. Вып. 3. С. 58-70.

10. Клевцов Г. В. Закономерности образования упругопластических зон у вершины трещины при различных видах нагружения и рентгеновская фрактодиагностика разрушения / Вестник Оренбургского государственного университета. Естественные и технические науки. 2006. Т. 2. №1. С. 81-88.

11. Емельянов О. В., Пелипенко М. П. Оценка размера зоны пластических деформаций в вершине усталостной трещины при воздействии перегрузок «растяжение» / Вестник Южно-Уральского государственного университета. 2014. № 4. С. 21 - 29.

12. Ботвина Л. Р. Разрушение: кинетика, механизмы, общие закономерности. - М.: Наука, 2008. - 334 с.

13. Полетика Т. М., Нариманова Г. H., Колосов С. В. Пластическое течение в сплавах циркония с гексагонально-плотноупакованной решеткой на макро- и микроуровнях / Изв. Томского политехнического университета. 2004. Т. 307. № 4. С. 126 - 128.

14. Клюшников В. А., Мишакин В. В. и др. Исследование поврежденности металла под защитным покрытием с помощью электромагнитно-акустического преобразователя / Вестник Нижегородского университета. 2010. № 5. С. 113 - 115.

15. Плешанов В. С., Кибиткин В. В., Напрюшкин А. А., Солодухин А. И. Измерение деформации материалов методом корреляции цифровых изображений / Изв. Томского политехнического университета. 2008. Т. 312. № 2. С. 343 - 349.

16. Digital Speckle Pattern Interferometry and Related Techniques / P. Rastogi (ed.). -West Sussex: John Wiley, 2001. - 384 p.

17. Yates J. R., Zanganeh M., Tai Y. H. Quantifying crack tip displasment fields with DIC / Engin. Fract. Mech. 2010. Vol. 77. P. 1682 - 1692.

18. Писарев В. С., Матвиенко Ю. Г., Одинцев И. Н. Определение параметров механики разрушения при малом приращении длины трещины / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2012. Т. 78. №4. С. 51-54.

19. Matvienko Y. G., Pisarev V. S., Eleonsky S. I., Chernov A. V. Determination of fracture mechanics parameters by measurements of local displacements due to crack length increment / Fatigue Fract. Engin. Mater. Struct. 2014. Vol. 37. N 12. P. 1306 - 1318.

20. Литвинов И. А., Матвиенко Ю. Г., Разумовский И. А. О точности определения несингулярных компонент поля напряжений в вершине трещины с применением метода экстраполяции / Машиностроение и инженерное образование. 2014. № 4. С. 43 - 51.

21. Benthem J. R. A quarter-infinite crack in a half-space; alternative and additional solutuins / Int. J. Solid Struct. 1980. Vol. 16. N 2. P. 119 -130.

22. Матвиенко Ю. Г. Несингулярные Т-напряжения в проблемах двухпараметрической механики разрушения / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2012. Т. 78. № 2. С. 51 - 58.


Review

For citations:


Chernyatin A.S., Razumovsky I.A., Matvienko Yu.G. Evaluation of the Size of Inelastic Strain Zone at the Top of the Crack Based on Analysis of the Displacement Fields. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2016;82(12):45-51. (In Russ.)

Views: 397


ISSN 1028-6861 (Print)
ISSN 2588-0187 (Online)