Finite element analysis of elastic-plastic state of crack at the interface between infinite plane and circular inclusion
DOI:
https://doi.org/10.17721/1812-5409.2019/1.3Анотація
The problem on determining of elastic-plastic stress-strain state of infinite plane with a circular inclusion made from another material and an arc crack at the interface under action of arbitrary mechanical loadings applied at infinity is considered using the FEM approach. The problem is resolved within the framework of contact model for which the possibility of appearance of contact macrozones between crack faces is assumed. The isotropic hardening of materials with bilinear approximation of stress-strain curves is considered. The infinite plane is modeled by square domain whose size is of an order of magnitude greater than inclusion diameter. Contact interaction of crack faces is simulated using gap elements. To obtain the energy release rate the J-integrals are calculated along several closed contours around the crack tips. The comparison of obtained results with available analytical solutions for linear elasticity shows that insignificant differences take place during transformation from pure elastic to elastic-plastic stress-strain state.
Key words: arc crack, elastic-plastic state, finite element method, contact problem.
Pages of the article in the issue: 20-23
Language of the article: Ukrainian
Посилання
TOYA, M.A. (1974) A crack along the interface of a circular inclusion embedded in an infinite solid. J. Mech. and Phys. Solids. 22(5). p. 325-348.
COTTRELL, B., RICE, J.R. (1980) Slightly curved or kinked cracks. Int. J. of Fracture. p. 155-169.
HODES, A.YU., LOBODA, V.V. (2015) A contact problem for an arc interfacial crack. Bulletin of Dnepropetrovsk University: Mechanics. 19 (2). p. 3-17.
KACHANOV, L.M. Foundations of theory of plasticity (1969). M.: Nauka.
ZIENKIEWICZ, O.C., TAYLOR, R.L. (2005) The Finite Element Method for Solid and Structural Mechanics. Elsevier.
KERSTAIN, I.M., KLYUSHNIKOV, V.D., LOMAKIN, E.V., SHESTERIKOV, S.A. (1989) Foundations of experimental fracture mechanics. M.: Publishing house of Moscow University.
Завантаження
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, роботи яких публікуються у цьому журналі, погоджуються з такими умовами:
- Автори зберігають авторські права та надають журналу право на першу публікацію роботи, яка одночасно ліцензується згідно із Creative Commons Attribution License, тобто надається дозвіл іншим ділитися роботою з визнанням авторства роботи та першої публікації в цьому журналі.
- Автори можуть укладати окремі додаткові угоди щодо невиключного розповсюдження опублікованої журналом версії роботи (наприклад, розмістити її у репозитарії наукової установи чи опублікувати у книзі) з підтвердженням її початкової публікації у цьому журналі.
- Дозволяється та заохочується розміщення своїх робіт в мережі Інтернет авторами (наприклад, у репозитаріях наукових установ або на особистих веб-сторінках) до та під час процесу подання, оскільки це може призвести до продуктивного обміну, а також до більш ранніх цитувань опублікованої роботи та їх більшої кількості (див. The Effect of Open Access).
