Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự tương tác giữa một vết nứt chính và các phân bố có trật tự của các vết nứt vi mô: một kỹ thuật số bằng các phần tử biên rời rạc
Tóm tắt
Một kỹ thuật phần tử biên, dựa trên một công thức gián đoạn dịch chuyển thuần túy, được trình bày để giải quyết các vấn đề tương tác chung giữa các vết nứt. Quy trình này cho phép thông tin chi tiết và độ chính xác cao với mức độ nỗ lực tính toán hợp lý. So sánh với các giải pháp chính xác và các giải pháp số cho các trường hợp cơ bản cho thấy phương pháp này có hiệu suất tốt trong trường hợp các vết nứt tương tác mạnh. Sự tương tác của một vết nứt chính với một số mảng vết nứt vi mô được nghiên cứu về phương diện khuếch đại và che chắn của SIF tại đầu vết nứt chính. Phân tích kết quả cho thấy trong khi che chắn có thể được coi là một hiện tượng cục bộ, khuếch đại lại có phạm vi rộng hơn liên quan đến các vết nứt vi mô xa hơn; thực tế này phù hợp với một số nghiên cứu thực nghiệm được đề cập trong tài liệu.
Từ khóa
#vết nứt #vết nứt chính #vết nứt vi mô #phương pháp phần tử biên #gián đoạn dịch chuyển #khuếch đại SIF #che chắn SIFTài liệu tham khảo
L.X. Han and S. Suresh, High-temperature failure of an Alumina-Silicon Carbide composite under cyclic loads: mechanisms of fatigue crack tip damage, Journal of the American Ceramic Society 72 (1989) 1233–1238.
J.W. Hutchinson, Crack tip shielding by micro-cracking in brittle solids, Acta Metallurgica 35 (1987) 1609–1619.
M. Ruhle, A.G. Evans, R.M. McMeeking, P.G. Charalambides and J.W. Hutchinson, Microcrack toughening in Alumina/Zirconia, Acta Metallurgica 35 (1987) 2701–2710.
W. Kreher and W. Pompe, Increased fracture toughness of ceramics by energy-dissipative mechanisms, Journal of Material Science 16 (1981) 694–706.
D.R. Clarke, A simple calculation of process-zone toughening by microcracking, Commentaries of the American Ceramic Society, January 1984, C-15, C-16.
L.R. Rose, Microcrack interaction with a main crack, International Journal of Fracture 31 (1986) 233–242.
A.A. Rubinstein, Macrocrack interaction with semi-infinite microcrack array, International Journal of Fracture 27 (1985) 113–119.
A.A. Rubinstein and H.C. Choi, Macrocrack interaction with transverse array of microcracks, International Journal of Fracture 36 (1988) 15–26.
H. Horii and S. Nemat-Nasser, Elastic fields of interacting inhomogeneities, International Journal of Solids and Structures 21 (1985) 731–745.
S. Gong and H. Horii, General solution to the problem of microcracks near the tip of a main crack, Journal of Mechanics and Physics of Solids 37 (1989) 27–46.
K.Y. Lam, C. Wen and Z. Phua, Interaction between microcracks and a main crack in a semi-infinite medium, Engineering Fracture Mechanics 44 (1993) 753–761.
M. Kachanov, Elastic solids with many cracks: a simple method of analysis, International Journal of Solids and Structures 23 (1987) 23–43.
M. Kachanov and E. Montagut, Interaction of a crack with certain microcrack arrays, Engineering Fracture Mechanics 25 (1986) 625–636.
P.G. Charambides and R.M. McMeeking, Finite element method simulation of a crack propagation in a brittle microcracked solid, Mechanics of Materials 6 (1987) 71–87.
X. Huang and B.L. Karihaloo, Interaction of penny shaped cracks with a half plane crack, International Journal of Solids and Structures 25 (1993) 591–607.
S.L. Crouch, Solution of plane elasticity problems by the displacement discontinuity method: I Infinite body solution; II Semi-infinite body solution, International Journal for Numerical Methods in Engineering 10 (1976) 301–343.
S.L. Crouch and A.M. Starfield, Boundary Element Methods in Solid Mechanics, Unwin Hyman, Cambridge (1983).
A. Carpinteri, Mechanical Damage and Crack Growth in Concrete, Martinus Nijhoff Publishers, Dordrecht (1986).
A. Dolgopolsky, V. Karbhari and S.S. Kwak, Microcrack induced toughening — an interaction model, Acta Metallurgica 37 (1989) 1349–1354.
C. Scavia, A numerical technique for the analysis of cracks subjected to normal compressive stresses, International Journal for Numerical Methods in Engineering 33 (1992) 929–942.
J.P. Laures and M. Kachanov, Three dimensional interactions of a crack front with arrays of penny-shaped microcracks, International Journal of Fracture 48 (1991) 255–279.
A. Brencich, A. Carpinteri and C. Scavia, Disorder effects on the interaction between a main crack and a distribution of microcracks, Journal of Applied Mechanics (ASME), submitted for publication.