کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
11004045 1467022 2018 45 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
On the theoretical modeling of fatigue crack growth
ترجمه فارسی عنوان
در مدل سازی نظری رشد رشد خستگی
ترجمه چکیده
اگر چه خستگی، شایعترین حالت شکست مواد مصالح ساختمانی است، اما فهم مکانیکی هنوز وجود دارد. به عنوان مثال، قانون اساسی پاریس که میزان رشد ترک را به فاکتورهای شدت تنش مربوط می کند، همچنان پدیده ای است و مدل مکانیکی قابل اعتماد برای مواد داده شده یا طبقه ای از مواد وجود ندارد، علی رغم تحقیقات متعدد در طول نیم قرن. این کار تلاش می کند تا به لحاظ تئوری مدل انتشار تکه های خستگی ناشی از تکه تکه شدن و تکرار دوباره پلاستیک متناوب تکه تکه ای در محدوده نرخ رشد بر اساس ورودی های آزمایش هایی که اندازه گیری رفتار مواد مغناطیسی، مانند پاسخ به دوچرخه سواری دو طرفه بارگذاری. به طور خاص، ما تلاش می کنیم پیش بینی رفتار رفتار پاریس با حسابداری برای رفتار سازنده مواد در پاسخ به بارگذاری چرخه ای با مدل سازی کرک پیشبرد صرفا به لحاظ پراکندگی پلاستیکی زیرزمینی. ما شرایط حالت پایدار برای رشد ترک را براساس اتلاف پلاستیک بدست می آوریم، با استفاده از عددی از تجزیه و تحلیل عناصر محدود، که شامل یک روش برای حل بسته شدن پلاستیک پس از تخلیه است. برای یک محدوده شدت تنش شدید، سرعت انتشار ترک را از حالت پایدار از طریق هر چرخه بارگیری و تخلیه یک نمونه کششی فشرده ترک خورده محاسبه می کنیم بدون استفاده از معیار خاص برای پیشروی کرک.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی مکانیک
چکیده انگلیسی
Although fatigue is by far the most common mode of failure of structural materials, mechanistic understanding is still lacking. For example, the fundamental Paris law which relates the crack growth rate to stress-intensity factor range is still phenomenological and no reliable mechanistic model has been established for a given material or class of materials despite numerous investigations over a half a century. This work is an attempt to theoretically model fatigue crack propagation induced by alternating crack-tip plastic blunting and re-sharpening in the mid-range of growth rates on the basis of inputs from experiments that measure macroscopic material behavior, e.g., response to uniaxial cycling loading. In particular, we attempt to predict Paris law behavior by accounting for the material constitutive behavior in response to cyclic loading by modeling crack advance solely in terms of the underlying plastic dissipation. We obtain the steady-state condition for crack growth based on plastic dissipation, numerically using finite element analysis, which involves a methodology to address plastic closure upon unloading. For a given stress-intensity range, we calculate the crack propagation rate from the steady-state condition through each cycle of loading and unloading of a cracked compact-tension specimen, without resorting to any specific criterion for crack advance.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of the Mechanics and Physics of Solids - Volume 121, December 2018, Pages 341-362
نویسندگان
, , , , ,