Modeling of the Crack Growth Kinetics in the Surface Layers of Materials
Abstract
Methods and results of physico-mathematical modeling of the fracture processes at different scale levels under various (including extreme) loading conditions are considered. The crack kinetics and crack trajectories in surface layers of the material under cyclic loading, rolling and sliding friction, indentation and edge chipping of the specimen are analyzed. It is shown that the combined methods of experimental and numerical modeling are very promising for studying fracture processes. The criterion of average stress in the crack tip is proposed to predict the crack trajectory in the case of mixed loading mode.
About the Author
Yu. G. Matvienko
Институт машиноведения им. А. А. Благонравова РАН
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Матвиенко Ю. Г. Тенденции нелинейной механики разрушения в проблемах машиностроения. - М. - Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2015. - 56 с.
2. Матвиенко Ю. Г. Модели и критерии механики разрушения. - М.: Физматлит, 2006. - 328 с.
3. Матвиенко Ю. Г., Кулаков А. В. Нейросетевое моделирование роста коротких усталостных трещин / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2008. Т. 74. № 12. С. 41 - 48.
4. Matvienko Yu. G. Maximum average tangential stress criterion for prediction of the crack path / Int. J. Fracture. 2012. Vol. 176. P. 113-118.
5. Матвиенко Ю. Г. Несингулярные T-напряжения в проблемах двухпараметрической механики разрушения / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2012. Т. 78. № 2. С. 51 - 58.
6. Матвиенко Ю. Г. Моделирование и критерии разрушения в современных проблемах прочности, живучести и безопасности машин / Проблемы машиностроения и надежности машин. 2014. № 3. С. 80 - 89.
7. Матвиенко Ю. Г. Двухпараметрическая механика разрушения в современных проблемах прочности / Проблемы машиностроения и надежности машин. 2013. № 5. С. 37 - 46.
8. Matvienko Yu. G. The effect of out-of-plane constraint in terms of the T-stress in connection with specimen thickness / Theor. Appl. Fracture Mech. 2015. Vol. 80. P. 49 - 56.
9. Семенова М. М., Матвиенко Ю. Г. Прогнозирование траектории поверхностной трещины при контактном нагружении в условиях трения скольжения / Машиностроение и инженерное образование. 2014. № 2. С. 47 - 52.
10. Matvienko Yu. G., Semenova M. M. The concept ofthe average stress in the fracture process zone for the search of the crack path / Frattura ed Integrità Strutturale. 2015. Vol. 34. P. 276 - 281.
11. Zafosnik B., Ren Z., Flasker J., Mishuris G. Modelling of Surface Crack Growth under Lubricated Rolling-Sliding Contact Loading / Int. J. Fracture. 2005. Vol. 134. P. 127 - 149.
12. Pluvinage G., Capelle J. On characteristic lengths used in notch fracture mechanics / Int. J. Fracture. 2014. Vol. 187. P. 187 - 197.
13. Матвиенко Ю. Г., Бубнов М. А. Контактное взаимодействие и разрушение поверхностного слоя в условиях трения качения и заклинивания / Проблемы машиностроения и надежности машин. 2009. №4. С. 43-49.
14. Матвиенко Ю. Г., Бубнов М. А., Мягков К. А. Спектральные характеристики трещиноподобного дефекта в условиях трения качения / Проблемы машиностроения и надежности машин. 2015. №5. С. 62-66.
15. Батанова О. А., Гогоци Г. А., Матвиенко Ю. Г. Численный анализ результатов эксперимента по скалыванию кромок образца / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2011. Т. 77. №7. С. 54 - 57.
16. Batanova O. A., Gogotsi G. A., Matvienko Yu. G. Numerical modeling edge chip-ping tests of ceramics / Engin. Fracture Mech. 2014. Vol. 132. P. 38 - 47.
17. Батанова О. А., Матвиенко Ю. Г. Закономерности образования трещин при скалывании кромки образца и индентировании хрупких материалов / Физическая мезомеханика. 2015. Т. 18. №2. С. 22 - 36.
Review
For citations:
Matvienko Yu.G. Modeling of the Crack Growth Kinetics in the Surface Layers of Materials. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2017;83(1 ч.I):65-71. (In Russ.)
Views:
311
Email this article 