Численное моделирование накопления повреждений и развития усталостной трещины в упругих материалах
DOI:
https://doi.org/10.7242/1999-6691/2009.2.3.21Ключевые слова:
накопление повреждений, рост усталостной трещины, циклическая нагрузка, конечно-элементная сетка, численное моделированиеАннотация
Построена конечно-элементная (КЭ) процедура для моделирования накопления повреждений во взаимосвязи с развитием усталостных трещин. В процедуре используется новая структура КЭ-сетки, которая позволяет моделировать накопление повреждений и усталостный рост трещины на фиксированной сетке. Топология предложенной КЭ сетки дает возможность сохранять информацию о накопленном уровне поврежденности и обеспечивать «естественность» траектории распространения трещины, что весьма трудоемко при использовании стандартных КЭ-процедур. С помощью данной сетки исследуется усталостное поведение под действием циклической нагрузки тонкой прямоугольной пластины со случайным образом распределенными начальными дефектами. Дефекты в материале моделируются как элементы с малой жесткостью. Усталостные свойства описываются формулой Баскена. Представлены траектории распространения усталостных трещин и накопленное повреждение в материале для различных значений числа нагружений и направления приложения нагрузки.
Скачивания
Библиографические ссылки
Афанасьев Н.Н. Статистическая теория усталостной прочности металлов. - Киев: Изд-во АН УССР, 1953. - 128с.
Glinka G. A Cumulative model of fatigue crack growth // Int. Journal of Fatigue. - 1982. - V. 4, № 2. - P. 59-67. DOI
Ellyin F, Fakinlede C.O. Probabilistic simulation of fatigue crack growth by damage accumulation // Engineering Fracture Mechanics. - 1985. - V. 22, № 4. - P. 697-712. DOI
Petinov S.V., Letova T.I., Yermolaeva N.S. FEM modeling of the aluminium alloy microplasticity. // Advanced Light Alloys and Composites. NATO ASI Series / Ed. by R. Ciach. - Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 1998. - P. 427-433.
Miner M.A. Cumulative damage in fatigue // Journal of Applied Mechanics. - 1945. - V. 12; Trans. ASME - V. 67. - P. A159-A164.
Basquin O.H. The exponential law of endurance tests // Proc. of ASTM. - 1910. - V. 10, Part II. - P. 625.
Offshore installation: guidance on the design, construction and installation. // UK Department of Energy. - London: HMSO. - 1990. - 536p.
A series of reports on the development of a unified procedure for fatigue design of ship structures // IACS-ABS. - 1996-1998.
Справочник по коэффициентам интенсивности напряжений / Под ред. Ю. Мураками. - М.: Мир, 1990 - Т. 1. - 448с.
Aamodt B. Application of the Finite Element to Fracture Mechanics. // Dep. of Structural Mechanics. - Trondheim, NTH, - 1974. - P. 117.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2009 Вычислительная механика сплошных сред
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.