Численное моделирование накопления повреждений и развития усталостной трещины в упругих материалах
Автор: Королев Игорь Константинович, Петинов Сергей Владимирович, Фрейдин Александр Борисович
Журнал: Вычислительная механика сплошных сред @journal-icmm
Статья в выпуске: 3 т.2, 2009 года.
Бесплатный доступ
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.
Накопление повреждений, рост усталостной трещины, циклическая нагрузка, конечно-элементная сетка, численное моделирование
Короткий адрес: https://sciup.org/14320476
IDR: 14320476
Список литературы Численное моделирование накопления повреждений и развития усталостной трещины в упругих материалах
- 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.
- Ellyin F, Fakinlede C.O. Probabilistic simulation of fatigue crack growth by damage accumulation//Engineering Fracture Mechanics. -1985. -V. 22, № 4. -P. 697-712.
- 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.
