10. Elasto-plastická lomová mechanika

Podobné dokumenty
8. Základy lomové mechaniky. Únava a lomová mechanika Pavel Hutař, Luboš Náhlík

12. Únavové šíření trhliny. Únava a lomová mechanika Pavel Hutař, Luboš Náhlík

3. Mezní stav křehké pevnosti. Únava a lomová mechanika Pavel Hutař, Luboš Náhlík

5. Únava materiálu S-n přístup (Stress-life) Pavel Hutař, Luboš Náhlík

9. Lineárně elastická lomová mechanika K-koncepce. Únava a lomová mechanika Pavel Hutař, Luboš Náhlík

Úvod do únavového poškozování

7 Lineární elasticita

ÚVOD DO PROBLEMATIKY LOMOVÉ MECHANIKY KVAZIKŘEHKÝCH MATERIÁLŮ. Zbyněk Keršner Ústav stavební mechaniky FAST VUT v Brně

Cvičení 1. Napjatost v bodě tělesa Hlavní napětí Mezní podmínky ve víceosé napjatosti

4. Napjatost v bodě tělesa

FAKULTA STAVEBNÍ NELINEÁRNÍ MECHANIKA. Telefon: WWW:

Martin NESLÁDEK. 14. listopadu 2017

Přednáška 08. Obecná trojosá napjatost. Napětí statické rovnice Deformace geometrické rovnice Zobecněný Hookeův zákon Příklad zemní tlak v klidu

ANALÝZA NAPĚTÍ A DEFORMACÍ PRŮTOČNÉ ČOČKY KLAPKOVÉHO RYCHLOUZÁVĚRU DN5400 A POROVNÁNÍ HODNOCENÍ ÚNAVOVÉ ŽIVOTNOSTI DLE NOREM ČSN EN A ASME

PRUŽNOST A PEVNOST II

Skořepinové konstrukce. tloušťka stěny h a, b, c

BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV MECHANIKY TĚLES, MECHATRONIKY A BIOMECHANIKY

Analýza napjatosti PLASTICITA

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ

TENSOR NAPĚTÍ A DEFORMACE. Obrázek 1: Volba souřadnicového systému

Poruchy krystalové struktury

písemky (3 příklady) Výsledná známka je stanovena zkoušejícím na základě celkového počtu bodů ze semestru, ze vstupního testu a z písemky.

Cvičení 7 (Matematická teorie pružnosti)

OTÁZKY K PROCVIČOVÁNÍ PRUŽNOST A PLASTICITA II - DD6

Tvorba výpočtového modelu MKP

České vysoké učení technické v Praze, Fakulta strojní. Pevnost a životnost Jur II. Pevnost a životnost. Jur II

Pružnost a plasticita II CD03

Nelineární analýza materiálů a konstrukcí (V-132YNAK) Přednáška 2 Princip metody konečných prvků

MOŽNOSTI URČOVÁNÍ VYBRANÝCH LOMOVÝCH PARAMETRŮ V RÁMCI LELM

Reologické modely technických materiálů při prostém tahu a tlaku

Houževnatost. i. Základní pojmy (tranzitní lomové chování ocelí, teplotní závislost pevnostních vlastností, fraktografie)

Základy matematické teorie pružnosti Tenzor napětí a tenzor deformace Statické (Cauchyho) rovnice. Geometrické rovnice

1. Úvod do pružnosti a pevnosti

Nauka o materiálu. Přednáška č.5 Základy lomové mechaniky

Mechanika s Inventorem

Kritéria porušení laminy

Matematika II, úroveň A ukázkový test č. 1 (2017) 1. a) Napište postačující podmínku pro diferencovatelnost funkce n-proměnných v otevřené

Mechanické vlastnosti technických materiálů a jejich měření. Metody charakterizace nanomateriálů 1

b) Křehká pevnost 2. Podmínka max τ v Heigově diagramu a) Křehké pevnosti

Mechanika s Inventorem

FAKULTA STAVEBNÍ. Telefon: WWW:

Autor: Vladimír Švehla

Tutoriál programu ADINA

Kontraktantní/dilatantní

ÚVOD DO MODELOVÁNÍ V MECHANICE

Dvě varianty rovinného problému: rovinná napjatost. rovinná deformace

Kap. 3 Makromechanika kompozitních materiálů

Nelineární problémy a MKP

Matematika II, úroveň A ukázkový test č. 1 (2016) 1. a) Napište postačující podmínku pro diferencovatelnost funkce n-proměnných v otevřené

Zde je uveden abecední seznam důležitých pojmů interaktivního učebního textu

5. Únava Zatížení při únavě, Wöhlerův přístup a lomová mechanika, únosnost, vliv vrubů, kumulace poškození, přístup podle Eurokódu.

Pružnost a plasticita CD03

Specializovaný MKP model lomu trámce

ÚVOD DO MODELOVÁNÍ V MECHANICE

1 Ohyb desek - mindlinovské řešení

Transformujte diferenciální výraz x f x + y f do polárních souřadnic r a ϕ, které jsou definovány vztahy x = r cos ϕ a y = r sin ϕ.

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ. Fakulta stavební

DEFORMAČNÍ, NAPJATOSTNÍ A PEVNOSTNÍ ANALÝZA RÁMOVÉ KONSTRUKCE.

OTÁZKY VSTUPNÍHO TESTU PP I LS 2010/2011

Definice spojité náhodné veličiny zjednodušená verze

Rozdíly mezi MKP a MHP, oblasti jejich využití.

7. Základní formulace lineární PP

Mechanika kontinua. Mechanika elastických těles Mechanika kapalin

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.9 Plasticita a creep

Rovinná úloha v MKP. (mohou být i jejich derivace!): rovinná napjatost a r. deformace (stěny,... ): u, v. prostorové úlohy: u, v, w

Matematické modelování v geotechnice - Plaxis 2D (ražený silniční/železniční tunel)

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Pružnost a plasticita II DD6

ANALÝZA KONSTRUKCÍ. 5. přednáška

Téma 2 Napětí a přetvoření

KONSTITUČNÍ VZTAHY. 1. Tahová zkouška

Cvičení 9 (Výpočet teplotního pole a teplotních napětí - Workbench)

MATEMATIKA II - vybrané úlohy ze zkoušek v letech

Vnitřní síly v prutových konstrukcích

Matematika II, úroveň A ukázkový test č. 1 (2018) 1. a) Napište postačující podmínku pro diferencovatelnost funkce n-proměnných v otevřené

Vícerozměrné úlohy pružnosti

Nosné desky. 1. Kirchhoffova teorie ohybu tenkých desek (h/l < 1/10) 3. Mindlinova teorie pro tlusté desky (h/l < 1/5)

Potenciální proudění

Přednáška 08. Obecná trojosá napjatost

12. Struktura a vlastnosti pevných látek

Pružnost a pevnost I

Mechanika - kinematika

Michal Vaverka: Přehled řešených projektů

Aktuální trendy v oblasti modelování

Prizmatické prutové prvky zatížené objemovou změnou po výšce průřezu (teplota, vlhkost, smrštění )

MECHANIKA PODZEMNÍCH KONSTRUKCÍ PODMÍNKY PLASTICITY A PORUŠENÍ

Houževnatost. i. Základní pojmy (tranzitní lomové chování ocelí, teplotní závislost pevnostních vlastností, fraktografie) ii.

16. Matematický popis napjatosti

Aproximace posuvů [ N ],[G] Pro každý prvek se musí nalézt vztahy

Pružnost a pevnost. 2. přednáška, 10. října 2016

MATEMATIKA II - vybrané úlohy ze zkoušek ( 2015)

terminologie předchozí kapitoly: (ϕ, Ω) - plocha, S - geometrický obraz plochy

Obr. 0.1: Nosník se spojitým zatížením.

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.4 Úvod do pružnosti a pevnosti

Metoda konečných prvků. 6. přednáška Tělesové prvky - úvod (lineární trojúhelník a lineární čtyřstěn) Martin Vrbka, Michal Vaverka

Fakulta strojního inženýrství Ústav mechaniky těles, biomechaniky a mechatroniky

vztažný systém obecné napětí předchozí OBSAH další

Václav Uruba home.zcu.cz/~uruba ZČU FSt, KKE Ústav termomechaniky AV ČR, v.v.i., ČVUT v Praze, FS, UK MFF

7. CVIČENÍ. Sedmé cvičení bude vysvětlovat tuto problematiku:

KONCEPCE PRAVDĚPODOBNOSTNÍHO VÝPOČTU ŽIVOTNOSTI KOTLOVÝCH TĚLES. Jan Korouš, BiSAFE, s.r.o., Malebná 1049, Praha 4,

Transkript:

(J-integrál) Únava a lomová mechanika

J-integrál je zobecněním hnací síly trhliny a umožňuje použití i v případech plastické deformace většího rozsahu: d J = A U da ( ) A práce vnějších sil působících na těleso U deformační energie tělesa Platí-li podmínky lineárně elastické lomové mechaniky lze s určitými zjednodušeními použít vztahy: J = G = G + G + G I II III 1 ν J = + ( 1 ν )( K 2 2 ) 2 I + KII + K III E pro podmínky rovinné deformace 1 J = K + K + ( 1 + ν ) K E 2 2 2 I II III pro podmínky rovinné napjatosti

J-integrál je zobecněním hnací síly trhliny a umožňuje použití i v případech plastické deformace většího rozsahu: J-integrál je definovaný jako křivkový integrál nezávislý na integrační cestě: u u γ γ y J = Wdy t + ty ds γ - integrační cesta kolem kořene trhliny W - hustota deformační energie t, t y - vektor síly ve směru osy, y (t =σ n +σ y n y, t y =σ y n y +σ y n ) σ, σ y - složky napětí n, n y - složky jednotkového vektoru vnější normály k integrační cestě γ u, u y - složky posuvů s délka integrační cesty

Výpočet prvního integrálu ve vztahu pro J LPATH,NODE(1),NODE(2),NODE(3),NODE(4) Definuje cestu pro výpočet J-integrálu tabelizace deformační energie a objemu pro jednotlivé elementy (ETABLE) výpočet hustoty deformační energie W pro jednotlivé elementy (SEXP) definice integrační cesty křivkového integrálu (PATH, PPATH) přiřazení hodnot hustoty deformační energie W jednotlivým bodům definované cesty (PDEF) samotný výpočet prvního integrálu (PCALC) a přiřazení jeho hodnoty parametru zvoleného jména (*GET) JA = Wdy γ Příklad: ETABLE,SENE,SENE ETABLE,VOLU,VOLU SEXP,W,SENE,VOLU,1,-1 PDEF,W,ETAB,W PCALC,INTG,J,W,YG *GET,JA,PATH,,LAST,J 2 3 1 4

Výpočet druhého integrálu ve vztahu pro J u uy JB = t + ty ds γ načtení hodnot napětí σ, σ y a σ y po celé délce definované integrační cesty (PDEF) definice jednotkového vektoru normály integrační cesty (PVECT) výpočet hodnot t, t y podle uvedených vztahů (PCALC) výpočet derivací posuvů ( u, uy y) pomocí dvojího posunutí integrační cesty: 1. posun integrační cesty o vzdálenost DX/2=s/200 (s je délka celé integrační cesty - *GET) ve směru záporné osy (PCALC) 2. přiřazení posuvů u a u y všem bodům posunuté integrační cesty (PDEF) UX1, UY1 3. posun integrační cesty o vzdálenost DX ve směru kladné osy (PCALC) 4. přiřazení posuvů u a u y všem bodům posunuté integrační cesty (PDEF) UX2, UY2 5. výpočet derivací pomocí rozdílů (UX2-UX1)/DX, (UY2-UY1)/DX (PCALC) samotný výpočet druhého integrálu (PCALC) a přiřazení jeho hodnoty parametru zvoleného jména (*GET) Příklad: PDEF,CLEAR PVECT,NORM,NX,NY,NZ PDEF,INTR,SX,SX PDEF,INTR,SY,SY PDEF,INTR,SXY,SXY PCALC,MULT,TX,SX,NX PCALC,MULT,C1,SXY,NY PCALC,ADD,TX,TX,C1 PCALC,MULT,TY,SXY,NX PCALC,MULT,C1,SY,NY PCALC,ADD,TY,TY,C1 *GET,DX,PATH,,LAST,S *SET,DX,DX/100 PCALC,ADD,XG,XG,,,,-DX/2 PDEF,INTR,UX1,UX PDEF,INTR,UY1,UY PCALC,ADD,XG,XG,,,,DX PDEF,INTR,UX2,UX PDEF,INTR,UY2,UY PCALC,ADD,XG,XG,,,,-DX/2 *SET,C,1/DX PCALC,ADD,C1,UX2,UX1,C,-C PCALC,ADD,C2,UY2,UY1,C,-C PCALC,MULT,C1,TX,C1 PCALC,MULT,C2,TY,C2 PCALC,ADD,C1,C1,C2 PCALC,INTG,J,C1,S *GET,JB,PATH,,LAST,J

Výpočet J-integrálu: u u γ γ y J = Wdy t + ty ds J = ( J J ) A B Doporučení při tvorbě modelu MKP v Ansysu: je-li to možné, využívat symetrii prvky v okolí čela trhliny by neměly být zdeformované síť konečných prvků musí být zhuštěna směrem ke kořeni trhliny cesta pro výpočet J-integrálu by měla vést oblastíčistě elastických deformací a měla by být dostatečně vzdálena od kořene trhliny. doporučená orientace souřadných os: osa ve směr líců trhliny, osa y kolmo na čelo trhliny, osa z směr čela trhliny

Použitá literatura: - Anderson, T.,L., Fracture Mechanics - Fundamentals and Applications, CRC Press Inc., 1995 -Dowling, E. N., Mechanical behavior of materials, Simon & Schuster Comp., New Jersey, 1999 - Norton, R. L., Machine design An integrated approach, Pearson, New Jersey, 2006 - Kunz, J., Základy lomové mechaniky, skripta ČVUT, 1994 - Vlk, M., Mezní stavy a spolehlivost, skripta VUT, 1991 - Ondráček, E., Vrbka, J., Janíček, P., Mechanika těles pružnost a pevnost II, skripta VUT, 1991