Кінцево-елементний аналіз проблеми динаміки лінійної тріщини
Анотація
У роботі досліджено задачу про лінійну тріщину в середині однорідного пружного середовища при нормальному навантаженні розтяг-стискування. Пряма чисельна процедура кінцевих елементів використовується для розв’язання задачі деформації середовища з тріщинами, яка також включає дослідження змінних динамічного поля задачі. Алгоритм кінцевих елементів, який задовольняє одностороннє контактне обмеження Синьоріні, також описано для вирішення контактної взаємодії поверхонь тріщин, а також як це впливає на якісні та кількісні числові результати під час розрахунку динамічного параметра руйнування.
Завантаження
Посилання
A.A. Griffith, “The phenomena of rupture and flow in solids,” Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Series A, 221, 163-198 (1921).
T.L. Anderson, Fracture Mechanics. Fundamentals and Applications,” 2nd edition, (CRC Press, Boca Raton, 1995).
O.V. Menshykov, and I.A. Guz, “Effect of Contact Interaction of the Crack Faces for a Crack under Harmonic Loading,” International Applied Mechanics, 43, 809-815 (2007). https://doi.org/10.1007/s10778-007-0082-y
A.N. Guz, and V.V. Zozulya, “Contact interaction between crack edges under a dynamic load,” Int. Appl. Mech,” 28, 407–414 (1992). https://doi.org/10.1007/BF00847122
L. Zhang, Z. Zhang, Y. Chen, B. Dai, and B. Wang, “Crack development and damage patterns under combined dynamic-static loading of parallel double fractured rocks based on DIC technique,” Acta Geotech, 18, 877–901 (2023). https://doi.org/10.1007/s11440-022-01595-5
S. Abu-Qbeitah, M. Jabareen, and K. Y. Volokh, “Dynamic Versus Quasi-Static Analysis of Crack Propagation in Soft Materials,” ASME. J. Appl. Mech. 89, 121008 (2022). https://doi.org/10.1115/1.4055670
P. Wriggers, “Finite Element Algorithms for Contact Problems. Archives of Computational Methods in Engineering,” State-of-the-art reviews, 2, 1–49 (1995). https://doi.org/10.1007/BF02736195
M. Schäfer, Computational Engineering – Introduction to Numerical Methods, (Springer Berlin Heidelberg, New York, 2006).
K.H. Huebner, D.L. Dewhirst, D.E. Smith, and J.G. Byron, The Finite Element for Engineers, (Wiley-interscience, New York, 2001).
Q. Han, Y. Wang, Y. Yin, and D. Wang, “Determination of stress intensity factor for mode I fatigue crack based on finite element analysis,” Engineering Fracture Mechanics, 138, 118–126 (2015). https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2015.02.019
O.V. Menshykov, M.V. Menshykova, I.A. Guz, and V.A. Mikucka, “Contact Problems for Interface Cracks under Harmonic Loading,” Appl. Math. 10, 127–128 (2010). https://doi.org/10.1002/pamm.201010056
S.M. Walley, and J.E. Field, Elastic Wave Propagation in Materials, (Cavendish Laboratory, Cambridge, UK, 2016). https://doi.org/10.1016/B978-0-12-803581-8.02945-3
O.V. Menshykov, V.A. Menshykov, and I.A. Guz, “The contact problem for an open penny-shaped crack under normally incident tension-compression wave,” Engineering Fracture Mechanic, 75, 1114–1126 (2008). https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2007.04.017
M.V. Menshykova, O.V. Menshykov, and I.A. Guz, “Modelling crack closure for an interface crack under harmonic loading,” Int. J. Fracture, 165, 127–134 (2010). https://doi.org/10.1007/s10704-010-9492-7
M.V. Menshykova, O.V. Menshykov, V.A. Mikucka, and I.A. Guz, “Interface cracks with initial opening under harmonic loading,” Composites Science and Technology, 72, 1057-1063 (2012). https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2011.10.010
B.E. Usibe, and O.V. Menshykov, “Evaluation of Dynamic Stress Intensity Factor of Griffith Crack Using the Finite Element Method,” International Journal of Mechanics and Applications, 10, 1-10 (2021). https://doi.org/10.5923/j.mechanics.20211001.01
S.K. Chan, L.S. Tuba, and W.K. Wilson, “On the Finite Element Method in Linear Fracture Mechanics,” Engineering Fracture Mechanics, 2, 1-17 (1970). https://doi.org/10.1016/0013-7944(70)90026-3
B. Zafošnik, and G. Fajdiga, “Determining Stress Intensity Factor KI with Extrapolation Method,” Technical Gazette, 23, 1673 1678 (2016). http://dx.doi.org/10.17559/TV-20150424160509
ABAQUS/CAE User's Manual, Version 6.14-1
C. Obbink-Huizer, Modelling a crack using Abaqus: Simuleon FEA, Accessed 16 December 2022. https://info.simuleon.com/blog/modelling-a-crack-using-abaqus
D. Gross, and T. Seelig, Fracture Mechanics with an Introduction to Micromechanics, (Springer Heidelberg Dordrecht, New York, 2011).
A.N. Guz, and V.V. Zozulya, “Elastodynamic unilateral contact problems with friction for bodies with cracks,” International Applied Mechanics, 38, 895–932 (2002). https://doi.org/10.1023/A:1021266113662
O.V. Menshykov, M.V. Menshykova, and I.A. Guz, “3-D elastodynamic contact problem for an interface crack under harmonic loading,” Engineering Fracture Mechanics, 80, 52– 59 (2012). https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2010.12.010
O.V. Menshykov, M.V. Menshykova, and I.A. Guz, “Effects of crack closure and friction for linear crack under normal impact,” Eng. Anal. Bound. Elem. 115, 1–9 (2020). https://doi.org/10.1016/j.enganabound.2020.02.013
O.V. Menshykov, V.A. Menshykov, and I.A. Guz, “The effect of frequency in the problem of interface crack under harmonic loading,” Int. J. Fract. 146, 197-202 (2007). https://doi.org/10.1007/s10704-007-9157-3
V.A. Mikucka, O.V. Menshykov, and M.V. Menshykova, “Elastodynamic Contact Problems for Interface Cracks under Harmonic Loading,” Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics, 11, 165-166 (2011). https://doi.org/10.1002/pamm.201110074
Авторське право (c) 2024 Брайан Е. Усібе, Вільямс Е. Азогор, Принц К. Івудзі, Джозеф Амаджама, Нкойо А. Нканг, Орук О. Егбай, Олександр І. Ікеуба
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
