KRYTERIUM ENERGETYCZNE WZROSTU SZCZELINY WZDŁUŻ KRZYWOLINIOWEJ TRAJEKTORII

Podobne dokumenty
PROGNOZOWANIE FINANSOWYCH SZEREGÓW CZASOWYCH

Rozwiązania maj 2017r. Zadania zamknięte

Realizacje zmiennych są niezależne, co sprawia, że ciąg jest ciągiem niezależnych zmiennych losowych,

ZADANIA Z GEOMETRII RÓŻNICZKOWEJ NA PIERWSZE KOLOKWIUM

KRYTERIA OCENIANIA ODPOWIEDZI Próbna Matura z OPERONEM. Matematyka. Poziom rozszerzony. Listopad Wskazówki do rozwiązania zadania =

WEKTORY skalary wektory W ogólnym przypadku, aby określić wektor, należy znać:

Dla danego czynnika termodynamicznego i dla określonej przemiany ciepło właściwe w ogólności zależy od dwóch niezależnych

Równania i nierówności kwadratowe z jedną niewiadomą

LISTA02: Projektowanie układów drugiego rzędu Przygotowanie: 1. Jakie własności ma równanie 2-ego rzędu & x &+ bx&

MODELOWANIE I STABILNOŚĆ RYNKU

Wymagania edukacyjne z matematyki FUNKCJE dopuszczającą dostateczną dobrą bardzo dobrą

PODSTAWY BAZ DANYCH Wykład 3 2. Pojęcie Relacyjnej Bazy Danych

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z MATEMATYKI DLA KLASY VIII w roku szkolnym 2015/2016

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z MATEMATYKI W KLASIE IIc ZAKRES PODSTAWOWY I ROZSZERZONY

Wymagania edukacyjne matematyka klasa 2b, 2c, 2e zakres podstawowy rok szkolny 2015/ Sumy algebraiczne

Modelowanie wpływu naprężenia średniego na trwałość zmęczeniową w zakresie wysokocyklowego zmęczenia

WYMAGANIA I KRYTERIA OCENIANIA Z MATEMATYKI W 3 LETNIM LICEUM OGÓLNOKSZTAŁCĄCYM

Autor: Zbigniew Tuzimek Opracowanie wersji elektronicznej: Tomasz Wdowiak

Wyznacznikiem macierzy kwadratowej A stopnia n nazywamy liczbę det A określoną następująco:

Propozycja przedmiotowego systemu oceniania wraz z określeniem wymagań edukacyjnych (zakres podstawowy)

Równania różniczkowe cząstkowe - metoda Fouriera. Przykładowe rozwiązania i wskazówki

Technikum Nr 2 im. gen. Mieczysława Smorawińskiego w Zespole Szkół Ekonomicznych w Kaliszu

Wymagania edukacyjne na poszczególne oceny z matematyki w klasie II poziom rozszerzony

Temat lekcji Zakres treści Osiągnięcia ucznia

σ - ułamka granicy plastyczności R e lub granicy proporcjonalności R c.

Fizyka 1- Mechanika. Wykład 2 12.X Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów

O pewnych zgadnieniach optymalizacyjnych O pewnych zgadnieniach optymalizacyjnych

Materiały pomocnicze do ćwiczeń z przedmiotu: Ogrzewnictwo, wentylacja i klimatyzacja II. Klimatyzacja

Wykład 2. Pojęcie całki niewłaściwej do rachunku prawdopodobieństwa

RÓWNANIA TRYGONOMETRYCZNE Z PARAMETREM

KRYTERIA OCENIANIA ODPOWIEDZI Próbna Matura z OPERONEM. Matematyka. Poziom rozszerzony. Listopad Wskazówki do rozwiązania zadania

EGZAMIN MATURALNY OD ROKU SZKOLNEGO 2014/2015 MATEMATYKA POZIOM ROZSZERZONY ROZWIĄZANIA ZADAŃ I SCHEMATY PUNKTOWANIA (A1, A2, A3, A4, A6, A7)

RACHUNEK CAŁKOWY. Funkcja F jest funkcją pierwotną funkcji f na przedziale I R, jeżeli. F (x) = f (x), dla każdego x I.

Analiza matematyczna v.1.6 egzamin mgr inf niestacj 1. x p. , przy założeniu, że istnieją lim

Wymagania kl. 2. Uczeń:

Rachunek prawdopodobieństwa i statystyka matematyczna.

Wymagania edukacyjne matematyka klasa 2 zakres podstawowy 1. SUMY ALGEBRAICZNE

MATeMAtyka 3 inf. Przedmiotowy system oceniania wraz z określeniem wymagań edukacyjnych. Zakres podstawowy i rozszerzony. Dorota Ponczek, Karolina Wej

Wymagania edukacyjne z matematyki Klasa IIB. Rok szkolny 2013/2014 Poziom podstawowy

KRYTERIA OCENIANIA ODPOWIEDZI Próbna Matura z OPERONEM. Matematyka. Poziom rozszerzony. Listopad Wskazówki do rozwiązania zadania

Oznaczenia: K wymagania konieczne; P wymagania podstawowe; R wymagania rozszerzające; D wymagania dopełniające; W wymagania wykraczające

2. FUNKCJE WYMIERNE Poziom (K) lub (P)

usuwa niewymierność z mianownika wyrażenia typu

Poniżej przedstawiony został podział wymagań na poszczególne oceny szkolne:

ODPOWIEDZI I SCHEMAT PUNKTOWANIA POZIOM ROZSZERZONY Etapy rozwiązania zadania , 3 5, 7

PRÓBNA MATURA Z MATEMATYKI Z OPERONEM LISTOPAD ,0. 3x 6 6 3x 6 6,

ATRAKTORY OKRESOWE, QUASI-OKRESOWE I CHAOTYCZNE W NIELINIOWYM MODELU HICKSA

Klucz odpowiedzi do zadań zamkniętych i schemat oceniania zadań otwartych

Przedmiotowy system oceniania z matematyki wraz z określeniem wymagań edukacyjnych (zakres podstawowy) Klasa II TAK

ZASTOSOWANIE RÓWNANIA NASGRO DO OPISU KRZYWYCH PROPAGACYJI PĘKNIĘĆ ZMĘCZENIOWYCH

Wymagania na poszczególne oceny z matematyki w Zespole Szkół im. St. Staszica w Pile. Kl. I poziom podstawowy

Metoda sił jest sposobem rozwiązywania układów statycznie niewyznaczalnych, czyli układów o nadliczbowych więzach (zewnętrznych i wewnętrznych).

Wymagania na poszczególne oceny z matematyki w Zespole Szkół im. St. Staszica w Pile. Kl. II poziom podstawowy

POMIARY MAŁYCH CZĘSTOTLIWOŚCI W OBECNOŚCI ZAKŁÓCEŃ

Weryfikacja modelowa jest analizą statyczną logiki modalnej

Modelowanie 3 D na podstawie fotografii amatorskich

Katalog wymagań programowych na poszczególne stopnie szkolne. Matematyka. Poznać, zrozumieć

Macierz. Wyznacznik macierzy. Układ równań liniowych

Klucz odpowiedzi do zadań zamkniętych i schemat oceniania zadań otwartych

ZADANIA Z ZAKRESU SZKOŁY PODSTAWOWEJ, GIMNAZJUM I SZKOŁY ŚREDNIEJ

4. RACHUNEK WEKTOROWY

WEKTORY skalary wektory W ogólnym przypadku, aby określić wektor, należy znać:

Wymagania edukacyjne z matematyki

Przedmiotowy system oceniania wraz z określeniem wymagań edukacyjnych klasa druga zakres podstawowy

N(0, 1) ) = φ( 0, 3) = 1 φ(0, 3) = 1 0, 6179 = 0, 3821 < t α 1 e t dt α > 0. f g = fg. f = e t f = e t. U nas: g = t α 1 g = (α 1)t α 2

Dorota Ponczek, Karolina Wej. MATeMAtyka 2. Propozycja przedmiotowego systemu oceniania wraz z określeniem wymagań edukacyjnych.

Metody Lagrange a i Hamiltona w Mechanice

Klucz odpowiedzi do zadań zamkniętych oraz schemat oceniania

Rozwiązywanie zadań z dynamicznego ruchu płaskiego część I 9

MECHANIKA. Podstawy kinematyki Zasady dynamiki. Zasada zachowania pędu Zasada zachowania energii Ruch harmoniczny i falowy

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z MATEMATYKI W KLASIE Ib ZAKRES PODSTAWOWY

Grażyna Nowicka, Waldemar Nowicki BADANIE RÓWNOWAG KWASOWO-ZASADOWYCH W ROZTWORACH ELEKTROLITÓW AMFOTERYCZNYCH

mechanika analityczna 2 nierelatywistyczna L.D.Landau, E.M.Lifszyc Krótki kurs fizyki teoretycznej

MATeMAtyka 2 Przedmiotowy system oceniania wraz z określeniem wymagań edukacyjnych

Dorota Ponczek, Karolina Wej. MATeMAtyka 2. Propozycja przedmiotowego systemu oceniania wraz z określeniem wymagań edukacyjnych.

Pierwiastek z liczby zespolonej

zestaw DO ĆWICZEŃ z matematyki

< f g = fg. f = e t f = e t. U nas: e t (α 1)t α 2 dt = 0 + (α 1)Γ(α 1)

R + v 10 R0, 9 k v k. a k v k + v 10 a 10. k=1. Z pierwszego równania otrzymuję R 32475, Dalej mam: (R 9P + (k 1)P )v k + v 10 a 10

Całki niewłaściwe. Rozdział Wprowadzenie Całki niewłaściwe I rodzaju

WYZNACZANIE OGNISKOWEJ SOCZEWEK CIENKICH ZA POMOCĄ ŁAWY OPTYCZNEJ

TEORIA PŁYT I POWŁOK (KIRCHHOFFA-LOVE)

Przedmiotowy system oceniania z matematyki wraz z określeniem wymagań edukacyjnych (zakres podstawowy) Klasa II LO

Matematyka finansowa r.

PODSTAWY BAZ DANYCH Wykład 2 2. Pojęcie Relacyjnej Bazy Danych

Zastosowania całki oznaczonej

Zastosowanie multimetrów cyfrowych do pomiaru podstawowych wielkości elektrycznych

MATEMATYKA Wykład 4 (Funkcje) przyporządkowany został dokładnie jeden element

Wymagania na ocenę dopuszczającą z matematyki klasa II Matematyka - Babiański, Chańko-Nowa Era nr prog. DKOS /02

Analiza obwodów elektrycznych z przebiegami stochastycznymi. Dariusz Grabowski

Od lewej: piramida Chefrena, Wielki Sfinks, piramida Cheopsa.

KRYTERIA OCENIANIA ODPOWIEDZI Próbna Matura z OPERONEM. Matematyka Poziom podstawowy

Integralność konstrukcji

ELIPTYCZNE FUNKCJE TRYGONOMETRYCZNE

WYMAGANIA EDUKACYJNE NIEZBĘDNE DO UZYSKANIA POSZCZEGÓLNYCH ŚRÓDROCZNYCH I ROCZNYCH OCEN KLASYFIKACYJNYCH Z MATEMATYKI POZIOM PODSTAWOWY KLASA 2

2. Tensometria mechaniczna

a a a b M. Przybycień Matematyczne Metody Fizyki I

Redukcja układów sił działających na bryły sztywne

2 0 0 M P a o r a z = 0, 4.

Transkrypt:

Zeszyy Nukowe Poliechniki Opolskiej Scienific Ppers of he Opole Universiy of echnology Seri: Mechnik z 99 Nr kol /0 X ONFERENJA Nukowo - Szkoleniow MEHAN PĘANA Opole 5 7X0 rzyszof MRÓZ Zenon MRÓZ rzyszof DOLŃS PP PAN Wrszw ul Pwińskiego 5b kmroz@ippgivpl RYERUM ENERGEYZNE WZROSU SZZELNY WZDŁUŻ RZYWOLNOWEJ RAJEOR Sreszczenie: W cy rozwżono możliwość odchylni się szczeliny dl zypdku gdy > 0 0 w dwuosiowym snie obciążeni Do nlizy wykorzysno dw kryeri liniowej sężysej mechniki pękni LSMP uwzględnijąc efek nężeni : klsyczne kryerium mksymlnych nężeń obwodowych MNO orz energeyczne kryerium M [789] Przedswiono porównnie obu kryeriów w odniesieniu do niesbilnego kierunku opgcji szczeliny definiownego w cy jko odchylenie się ścieżki opgcji od płszczyzny począkowej loklizcji szczeliny Przedswiono również porównnie zypdków grnicznych z wykorzysniem modeli wzrosu począkowej szczeliny POLE NAPRĘŻENA PRZED WERZHOŁEM SZZELNY lsyczne kryeri liniowej sężysej mechniki pękni opre są n wyrżenich opisujących pole nężeni zed wierzchołkiem szczeliny z uwzględnieniem pierwszego osobliwego członu rozwinięci szeregu Willims Jednk kie ogrniczenie może doowdzić do uzyskni niepownych rezulów Jeśli zypomnimy hisorię rozwoju mechniki pękni o pierwszą cą kór rkowł o koncenrcji nężeni był c nglis z roku 9 [] Doyczył on koncenrcji nężeni wokół oworu elipycznego Nsępnie Griffih w roku 9 i 9 [] [] użył ego rozwiązni jko rozwiązni bzowego dl rozwoju swojej koncepcji energeycznego wzrosu szczeliny Nsępnym milowym krokiem w rozwoju mechniki pękni były ce rwin w lch 957-960 [6] [] [5] Dosrzegł on uniwerslność wyrżeń opisujących sympoyczne rozkłdy pól nężeni i odkszłceni w okolicy wierzchołk szczeliny

Zeszyy Nukowe Poliechniki Opolskiej Scienific Ppers of he Opole Universiy of echnology zedswionych w nlizie równń Willims [7] Opierł się również n równnich Wesergrd określjących osobliwe pole nężeni Jednk pierwszą osobą kór dosrzegł isniejącą nieścisłość w ych wyrżenich był Sih w roku 966 [7] Zwrócił on uwgę n pomijnie kolejnego członu sympoycznego zedswieni pol nężeni w posci szeregu złon en w lierurze nglojęzycznej wysępuje jko sress czyli nężenie Później Efis i Liebowiz w 97 [8] wykzli że słego członu rozwiązni brkuje z powodu zeoczeni dokonnego zez McGregor w roku 95 [9] z kórej o cy korzysł Wesergrd później rwin Pominięcie ego członu niezleżnego od odległości od wierzchołk szczeliny może być źródłem błędów w zypdku dwu-osiowego obciążeni "rozwiąznie osobliwe" jes wyrźnie niewysrczjące Fk en był pokzny min w cyklu c Efis e l [0] [] [] gdzie wykzno konieczność uwzględnieni dwóch członów: pierwszego osobliwego i drugiego słego Wyrżeni opisujące pole nężeni dl geomerii z Rys możn wyrzić w nsępującej posci: xx B B r r yy A A r r xy r r gdzie A A B B kα W szczególnym zypdku gdy szczelin rozciągn jes w sposób por Rys mmy α / i k We współrzędnych biegunowych r pole nężeni określone jes nsępująco

Zeszyy Nukowe Poliechniki Opolskiej Scienific Ppers of he Opole Universiy of echnology r r B r B r A r A r r rr gdzie n 5 5 B B A A Rys Dwu-osiowe obciążenie szczeliny SAN NAPRĘŻENA WPŁYWAJĄY NA RZYWOLNOWY WZROS SZZELNY W lierurze isnieje szereg kryeriów określjących wrunki i kierunek opgcji szczeliny zrówno dl obciążeni monoonicznego jk i

Zeszyy Nukowe Poliechniki Opolskiej Scienific Ppers of he Opole Universiy of echnology cyklicznego Jednk isnieje sosunkowo niewielk liczb c nlizujących wpływ dlszych członów rozwinięci Willims np [9 0] szczególnie dl zypdku dominującego pierwszego sposobu obciążeni gdzie n nężenie rozwierjące szczelinę nie m wpływu nężenie Równnie Wówczs óbuje się uwzględnić w obliczenich dlsze człony w wyrżenich n pole nężeni jk n zykłd w cy ho e l [] Jednk jednym z pierwszych kóry wziął pod uwgę wpływ skłdowej był oerell w cch [] [5] [6] Zuwżył on że chociż w zypdku szczeliny będącej pod wpływem obciążeni osopdłego do powierzchni szczeliny ką opgcji dl meriłu jednorodnego jes zgodny z oriencją szczeliny 0 o w zypdku rzeczywisego meriłu może nsąpić pewne młe odchylenie kierunku opgcji d z powodu obecności zed wierzchołkiem szczeliny pewnej niejednorodności meriłu Nsępnie podzielił on zchownie szczeliny w ej fzie n dwie klsy: gdy szczelin powróci z powroem do swojego oryginlnego kierunku wzrosu orz gdy kierunek en nie zosnie osiągnięy o ciekwe zchownie o zosło związne z wielkością słego członu k więc gdy > 0 ścieżk szczeliny będzie odchylć się od jej idelnego usyuowni nomis gdy < 0 o zburzenie srukury meriłu m chrker loklny i kierunek loklizcji ścieżki wzrosu szczeliny powróci do swojej idelnej oriencji A więc dl sposobu obciążeni wzros szczeliny jes sbilny dl < 0 i niesbilny dl > 0 Lrsson i rlsson [7] pokzli że człon en m również znczny wpływ zy wyznczniu kszłu i wielkości srefy plsycznej kór rozwij się zed wierzchołkiem szczeliny oerel zuwżył również że odchylenie opgcji szczeliny nie nsępuję nychmis po osiągnięciu wrości > 0 Podobne wyniki zosły uzyskne w cch [8-0] W wyniku ego Goree e l [0-] zoponowł i eksperymenlnie zweryfikowł iż omwine odchylenie podczs opgcji szczeliny zchodzi gdy wrość osiągnie wrość kryyczną Wrość jes zleżn od rodzju meriłu i k dl PMMA wynosi on MP 6 MP m 05 nomis dl meriłu zncznie brdziej ciągliwego Al 0 jes o 88 MP 0 MP m 05 o ciekwe w obu zypdkch zchodzi relcj / 9 m -05 Auorzy posulują używnie dwóch kryycznych wrości minowicie współczynnik inensywności nężeń WN i nężeni jko prmerów chrkeryzujących zchownie się szczeliny Pierwszy opisuje wrunek kiedy szczelin zczyn się opgowć nomis drugi opisuje dlsze zchownie się szczeliny Nleży zznczyć iż nężenie m nie ylko wpływ n brdzo szczególne zchownie się szczeliny jk zedswiono powyżej le m duży wpływ n kierunek [8 7 8] orz n ędkość wzrosu szczeliny w miesznych wrunkch obciążeni i w zsdzie powinno być zwsze uwzględnine w yy

Zeszyy Nukowe Poliechniki Opolskiej Scienific Ppers of he Opole Universiy of echnology obliczenich Jeden z pierwszych eksperymenów weryfikujących kryeri kruchego pękni był zedswiony w cy Willims i Ewing [7] w kórej uorzy powiązli njwiększy rozrzu uzysknych wyników z dodnią wrością nężeni Później w cy Ued e l [] powierdzono podobny efek wpływu nężeni oddziływującego równolegle do powierzchni szczeliny n kierunek opgcji i wyrzymłość n pęknie Sosunkowo niedwno Smih e l [] wykzł również że gdy <0 o umown odporność n pęknie ng: ppren frcure oughness jes sł nomis dl >0 wrość mleje Wrość nężeni m również wpływ n odporność n pęknie i kierunku opgcji dl zypdku ścinni zn sposobu obciążeni [] ryerium mksymlnego nężeni obwodowego MNO W niniejszej cy skupimy się głównie n nlizie wpływu nężeni n wzros szczeliny w sposobie obciążeni W lierurze dominują ce opisujące kie zchownie szczeliny z wykorzysniem njbrdziej populrnego kryerium jkim jes kryerium mksymlnego nężeni obwodowego MNO [] Jednk wowdzenie słego członu wymg również określeni odległości poz srefą uszkodzeni zed wierzchołkiem szczeliny gdzie pole nężeni będzie określne wzormi Nężenie obwodowe w odległości r r wyrźmy nsępująco r Zś kierunek wzrosu określony jes mksymlnym nężeniem obwodowym dl r r mmy zem 6 r 0 Równnie jes wrunkiem wzrosu pęknięci zś równnie orz nierówność / < 0 określ kierunek wzrosu mmy Dl sposobu obciążeni zy kącie wzrosu pęknięci 0 z lub r 5 r o znczy że jedynie pole osobliwe określ wrość lub r zy zdnych wrościch i Wykorzysując 5 wrunek wzrosu i kierunek pęknięci wyrzimy w posci

Zeszyy Nukowe Poliechniki Opolskiej Scienific Ppers of he Opole Universiy of echnology 6 6 0 7 Rozprzmy obecnie zypdek sposobu obciążeni szczeliny Przyjmując 0 z równń 6 i 7 orzymmy 8 Oznczmy 8 0 Bα 0 gdzie B α jes bezwymirowym prmerem kóry możn określić zez wowdzone zez Leevers orz Rdon [6] dw prmery B iα Pierwszy określjący dwuosiowość snu nężeni drugi zś chrkerysyczny wymir r zed wierzchołkiem pęknięci rr B i α Z równni 9 wynik ze kierunek opgcji spełni wrunek 8 0 lub B α 0 o owdzi do dwóch wrości ką opgcji minowicie 0 dl B α < / 8 9 - ± dl B α > / 8 Bα Bα Oznczjąc wrość WN w snie kryycznym zez z równń 8 orzymmy / Zś ką możn wyrzić w posci

Zeszyy Nukowe Poliechniki Opolskiej Scienific Ppers of he Opole Universiy of echnology 0 r 0 lub - ± 9 5 5 r 9 Z równń 8 i 9 możemy wyrugowć / i określić ką opgcji bezpośrednio w zleżności od / / / 6 orz 0 / < / 8 7 ± ± - dl / > / 8 Rozwiązniem rzeczywisym jes ± - 8 Wówczs równnie możn zpisć w nsępującej formie 8 dl / > / 8 9 orz dl / < / 8 0 Rysunek zedswi wykres zminy nężeni obwodowego w zleżności od ką określonymi wzormi lub 7

Zeszyy Nukowe Poliechniki Opolskiej Scienific Ppers of he Opole Universiy of echnology r r 0 Rys Wykres zleżności nężeni obwodowego od sosunku r / i wrości ką dl r cons Bdniem zjwisk odchyleni się ścieżki opgcji od płszczyzny począkowej loklizcji pęknięci dl sposobu obciążeni z wykorzysniem kryerium MNO zjmowli się min ho e l [] orz Smih e l [5] ho e l [] określił eksperymenlnie bdjąc wzros pęknięci w PMMA wymir kryyczny r mm orz wrości nężeni i WN dl kórego wzros pęknięci odchyl się od oriencji począkowej ryerium wzrosu pęknięci określone kryerium M Obecnie zedswimy zsosownie kryerium M wzrosu pęknięci omówione w cch [789] W kryerium ym wyróżnimy udził jednoskowej energii posciowej S D i objęościowej S H w ocesie pękni zgodnie z rozkłdem S S D S H gdzie * ν ν SH xx yy 6E ν * * S [ ] D ν ν xx yy xx yy xy E zś * * ν 0 dl płskiego snu nężeni orz ν ν dl płskiego snu odkszłceni Wrość energii posciowej określ zsięg srefy plsycznej gdzie zchodzi deformcj określon poślizgmi n płszczyznch kryslogrficznych zś wrość energii objęościowej określ zsięg srefy uszkodzeni gdzie zchodzi oces dekohezji N bzie ego złożeni zyjęo w kryerium M że sref uszkodzeni jes określon wrunkiem

Zeszyy Nukowe Poliechniki Opolskiej Scienific Ppers of he Opole Universiy of echnology SH S H kierunek opgcji szczeliny określony jes njmniejszą wrością energii posciowej S D wzdłuż konuru SH r SH cons Mmy zem S D r 0 dl SH r SH cons lub SH SH SH cons SD r SH min S D mx ryyczną wrość energii objęościowej określjącej obszr uszkodzeni wyrzimy dl xx yy gdzie jes grniczną wrością nężeni rozciągjącego Mmy zem * ν ν SH 5 6E Wrości i dl kryerium MNO mogą się różnić bowiem określją różne sny zed wierzchołkiem szczeliny W szczególnym zypdku w dlszej części cy dl porównnie obu kryeriów zyjęo Wówczs zsięg srefy uszkodzeni zed wierzchołkiem szczeliny jes wyrżony w posci: r SH α rh H cons 6 S α ryerium wzrosu szczeliny możemy określić nsępująco Dl jednoosiowego snu rozciągni zy szczelinie osopdłej do kierunku nężeni α / y mmy x 0 zem / zy k0 Odległość kryyczn określjąc wyrzymłość meriłu wyniesie zem r 7 Wzros szczeliny nsąpi gdy omień srefy uszkodzeni r H będzie większy lub równy od odległości kryycznej r Orzymujemy zem wrunek wzrosu pęknięci dl α / i dwuosiowego snu obciążeni w nsępującej posci oznczjąc wrość WN w snie kryycznym zez

Zeszyy Nukowe Poliechniki Opolskiej Scienific Ppers of he Opole Universiy of echnology k 8 Określmy obecnie kierunek opgcji dl sposobu obciążeni szczeliny Sn nężeni w odległości wynosi r H α xx yy xy 0 9 Możemy erz wowdzić relcję gęsości energii odkszłceni określoną n konurze słej energii objęościowej S H w nsępującej posci * * ν ν ν S D rv 0 E [ / ] [ ] 6 Zgodnie z złożenimi kryerium M ką opgcji szczeliny określony jes wrunkiem minimum S D r V k więc pochodn względem ką energii posciowej określonej równniem m posć S D ν [ ] 8E 0 [ 8 [ ]] 0 Równnie posid pięć rozwiązń określjących kierunek wzrosu pęknięci w nsępującej posci: - / 0 ± 5 ± os 8 Wrości nie odpowidją wrunkom fizycznym nszego oblemu Nomis drug pochodn równni względem ką wynosi S D

Zeszyy Nukowe Poliechniki Opolskiej Scienific Ppers of he Opole Universiy of echnology S [ ] D ν 8E 0 8 [ ] Aby funkcj posidł minimum dl oriencji określonych zez i spełnijących wrunek dodniej pochodnej muszą zchodzić nsępujące wrunki 6 > dl 0 5 / < 6 - / dl ± os 6 / 8 Z równń 5-6 wynik że z rodzj opgcji szczeliny odpowid w k sformułownym kryerium relcj / orz / Zmodyfikowne kryerium energeyczne wzrosu szczeliny MG Jko kryerium lernywne wrunku opgcji rozprzmy bilns energeyczny wrz z członem energii uwlninej w skuek rozwoju obszru uszkodzeni określonego omieniem r H Pomijjąc dl uoszczeni sformułowni wrość energii dyssypownej zed wierzchołkiem szczeliny w posci ocesów plsycznych ką więc wrość energii uwlninej dodkowo w srefie uszkodzeni dl sposobu obciążeni oócz energii uwolnionej zez isnienie smej szczeliny możn wyrzić jko r V * D ν ν U H r dr d 6E - 0 r 7 * ν ν 6 E Jk możn zuwżyć n energię dodkowo uwlniną w zdefiniownym obszrze m isony wpływ nężenie zś jego wpływ uzleżniony jes od wrości grnicznej nężeni Rozwżmy więc kryerium energeyczne Griffih opgcji szczeliny Rys w płskim snie nężeni umieszczonej w nieskończonej rczy jednoosiowo rozciągnej więc:

Zeszyy Nukowe Poliechniki Opolskiej Scienific Ppers of he Opole Universiy of echnology ± δ γ ν e A Fdy E E da E U 6 8 gdzie pierwszy człon wyrżeni opisuje począkową energię sężysą bez szczeliny drugi energię uwolnioną zez wowdzenie szczeliny rzeci energię uwlniną w posci obszru uszkodzeni zed wierzchołkiem szczeliny czwry energię obciążeni zewnęrznego osni energię powierzchniową szczeliny gdzie e γ jes słą meriłową Wówczs rozwżjąc zyrosowy sn równowgi zy złożeniu słego zemieszczeni n brzegu rczy możemy npisć 0 e E E U γ ν 9 Z wrunku 9 orzymujemy kryerium wzrosu szczeliny e E E E E γ ν ν 0 Możemy erz sformułowć ogólny wrunek n opgcję szczeliny w nsępującej posci oznczjąc wrość w snie kryycznym zez * * * e E ν γ ν ν ν

Zeszyy Nukowe Poliechniki Opolskiej Scienific Ppers of he Opole Universiy of echnology W zypdku nie uwzględnini uwlnini energii zed wierzchołkmi szczeliny wyrżenie sowdz się do klsycznej posci kryerium Griffih Równnie możn również zpisć jko * ν ν * ν φ 0 Wrunek wyrżmy w posci równni m φ m φ zy czym ylko jeden pierwisek jes rozwiązniem fizycznym i m wrość dodnią: φ φ Powyższ relcj opisując wrość kryyczną WN jes uzleżnion od długości szczeliny nężeni nężeni grnicznego orz normowego kryycznego WN Rysunek zedswi zleżność / od nężeni orz różnych długości szczeliny zy złożeniu [MP m] Wro u zuwżyć że n wrość WN zy kórym nsępuję wzros szczeliny m duży wpływ długość smej szczeliny Szczeliny krósze zgodnie z równniem wykzują mniejszą wrość WN dłuższe większą Związne jes o z większym oporcjonlnie wpływem uwlnini energii zed wierzchołkiem krószych szczelin w sosunku do siły npędowej wynikjącej ze snu obciążeni i wyrżnej ylko pozez WN N rysunku zedswiono również wyniki dl kryerium MNO zyjmując

Zeszyy Nukowe Poliechniki Opolskiej Scienific Ppers of he Opole Universiy of echnology 0 08 06 0 / 000 wg MG wg MNO 0 0 0 05 05 0 Rys Zleżność / od / wg kryerium MNO lini ciągł orz różnych długości szczeliny w zypdku kryerium MG lini zerywn Nomis Rysunek zedswi wykres zleżności ką niesbilnego wzrosu szczeliny od relcji / dl kryerium MNO orz wykorzysniem relcji 6 i Mksymlny ką odchylni się szczeliny wynikjący z relcji 6 wynosi 755 o poniewż lim os 8 o 755 5 /

Zeszyy Nukowe Poliechniki Opolskiej Scienific Ppers of he Opole Universiy of echnology 80 60 [ o ] wg MG 0 0 0 000 0 00 0 0 06 08 0 Rys Wykres zleżności ką opgcji w zleżności od wrości relcji / dl kryerium MNO lini ciągł orz wg kryerium MG z wykorzysniem wyrżeni 6 i lini zerywn Możn zuwżyć że grnic pomiędzy sbilnym nie sbilnym zchowniem kryerimi kierunku opgcji różni się zncznie dl rozprywnych w cy kryeriów Jednk jes o spowodowne różną definicją nężeń kryycznych kóre dl porzeb porównniu kryeriów zosły uznne z równe V PODSUMOWANE wg kryerium MNO W cy rozwżono możliwość odchylni się szczeliny dl zypdku 0 w dwuosiowym snie obciążeni Do nlizy wykorzysno dw kryeri liniowej sężysej mechniki pękni wzbogcone nężeniem : klsyczne kryerium mksymlnych nężeń obwodowych MNO orz energeyczne kryerium M [789] Przedswiono porównnie zypdków grnicznych wzrosu począkowej szczeliny W zypdku kryerium MNO omień kryyczny nie jes zleżny od wrości nężeni Nomis w zypdku kryerium M określenie miejsc óbkowni jes jednozncznie zleżne od ej wrości W cy rozszerzono również klsyczną eorię Griffih o energię uwolnioną w skuek rozwoju uszkodzeń zed wierzchołkiem szczeliny N jej podswie sformułowno wrunek opgcji MG n kóry m wpływ długość szczeliny orz dwuosiowy sn nężeni Bzując n zdefiniownym obszrze uszkodzeni meriłu

Zeszyy Nukowe Poliechniki Opolskiej Scienific Ppers of he Opole Universiy of echnology zed wierzchołkiem szczeliny w osy sposób wowdzono do rozwiązni sężysego wpływ srefy uszkodzeni LERAURA [] NGLS E: Sresses in ple due o he esence of crcks nd shrp corners rns ns Nv Archi 60 9 pp9-0 [] GRFFH AA: he phenomen of rpure nd flow in solids Phil rns Roy Soc London 9 A pp6-98 [] GRFFH AA: he heory of rpure Proc Firs ongress of Applied Mechnics Delf 9 pp55-6 [] RWN GR: Frcure Encyklopedi of Physics Bnd V VolV Berlin 958 [5] RWN GR: Frcure mechnics NY 960 [6] RWN GR: Plsic zone ner crck nd frcure oughness Proceeding of 7h Sgmore onf V 96 pp6 78 [7] SH G: On he Wesergrd mehod of crck nlysis n J Frcure Mech 966 pp 68 [8] EFS J LEBOWZ H: On he modified Wesergrd equions for cerin plne crck oblem n J Frcure Mech 8 97 pp8-9 [9] McGREGOR W: he poenil funcion mehod for he soluion of wo dimensionl sress oblems rns Am Mh Soc 8 95 pp77 86 [0] EFS J SUBRAMONAN N LEBOWZ H: rck border sress nd displcemen equions revisied Engineering Frcure Mechnics 0 977 pp89 0 [] EFS J SUBRAMONAN N: he inclined crck under bixil lod Engineering Frcure Mechnics 0 978 pp 67 [] LEBOWZ H LEE JD EFS J: Bixil lod effecs in frcure mechnics Engng Frcure Mech 0 978 pp5-5 [] ERDOGAN F SH G: On he crck exension in ples under plne loding nd rnsverse sher Journl of Bsic Engineering rns ASME 85 96 pp59 57 [] OERELL B: Noes on he ph nd sbiliy of crcks n Journl of Frcure Mech 966 pp56-5 [5] OERELL B: On frcure ph sbiliy in he compc ension es n Journl of Frcure Mech 6 970 pp89-9 [6] OERELL B RE JR: Slighly curved or kinked crcks n Journl of Frcure Mech 6 980 pp55-69 [7] LARSSON SG ARLSSON AJ: nfluence of non-gulr sress erm nd specimen geomery on smll-scle yielding crck ips in

Zeszyy Nukowe Poliechniki Opolskiej Scienific Ppers of he Opole Universiy of echnology elsic-plsic meril Journl of he Mechnics nd Physics of Solids 97 pp6 78 [8] FNNE SAH A: A noe on he ngled crck oblem nd he direcionl sbiliy of crcks nernionl Journl of Frcure 9 97 pp 8-86 [9] SUM Y NEMA-NASSER S EER L M: On crck ph sbiliy in finie body Engineering Frcure Mechnics 985 pp759-77 [0] RHARDSON D E GOREE J G: Experimenl verificion of new wo prmeer frcure model Frcure Mechnics: weny-hird Symposium ASM SP 89 99 pp 78-750 [] SELVARAHNAM AS GOREE AS: -sress bsed frcure model for crcks in isoropic merils Engineering Frcure Mechnics 60 998 pp5-56 [] HAO YJ LU S BROVA BJ: Brile frcure: Vriion of frcure oughness wih consrin nd crck curving under Mode condiions Experimenl Mechnics 00 pp- [] MRÓZ P: Rozw Dokorsk: Propgcj szczeliny zmęczeniowej w bimerile Model memyczny i rozwiąznie numeryczne Wrszw 008 PP PAN [] MRÓZ P MRÓZ Z: On crck ph evoluion rules Engineering Frcure Mechnics 77 00 pp78 807 [5] MRÓZ P DOLŃS : he crck growh edicion in homogeneous merils nd bimeril sysems ZAMM - Zeischrif für Angewnde Mhemik und Mechnik 90 00 pp7 7 [6] RHE RO NO JF Rice JR: On he relionship beween criicl sress nd frcure oughness in mild seel Journl of he Mechnics nd Physics of Solids 97 95 0 [7] WLLAMS JG EWNG PD: Frcure under complex sress he ngled crck oblem nernionl Journl of Frcure 8 97 pp 6 [8] UEDA Y EDA YAO AO M: hrcerisics of brile frcure under generl combined modes including hose under bi-xil ensile lods Engineering Frcure Mechnics 8 98 pp 58 [9] PAPADOPOULOS GA PONRDS P: rck iniiion under bixil loding wih higher-order poximion Engng Frcure Mech 989 pp5-60 [0] HEOARS PS: A higher order oximion for he -crierion of frcure in bixil fields Engineering Frcure Mechnics 9 98 pp975 99 [] UEDA Y EDA YAO AO M: hrcerisics of brile frcure under generl combined modes including hose under bi-xil ensile lods Eng Frc Mech 8 98 pp 58

Zeszyy Nukowe Poliechniki Opolskiej Scienific Ppers of he Opole Universiy of echnology [] AYAOLLAH MR PAVER MJ SMH DJ: Deerminion of - sress from finie elemen nlysis for mode nd mixed mode / loding n J Frc 9 998 pp8 98 [] AYAOLLAH MR PAVER MJ SMH DJ: Mode crcks subjeced o lrge -sresses n J Frc 7 00 pp59 7 [] SMH DJ AYAOLLAH MR PAVER MJ: he role of -sress in brile frcure for liner elsic merils under mixed mode loding Figue Frc Eng Mer Sruc 00 [5] SMH DJ AYAOLLAH MR PAVER MJ; On he consequence of -sress in elsic brile frcure Proc R Soc A 6 006 pp5 7 [6] LEEVERS P S RADON J: nheren sress bixiliy in vrious frcure specimen geomerie n J Frc 9 98 pp 5 [7] WLLAMS ML: Sress gulriies resuling from vrious boundry condiions in ngulr corners of ple in exension J Appl Mech 9 95 pp56-58 RA URVNG UNDER MODE ONDONS ENERGY APPROAH Absrc: n he esenion he nlysis of crck curving under mode loding condiions will be discussed A simplified poch is used nmely he M-crierion [789] bsed on he liner elsic frcure mechnics LEFM n he crierion he crck growh is ssumed o follow he direcion of minimum disorion energy densiy disnce corresponding o specified vlue of dilion energy is lso shown h he crck curving or insbiliy of he crck ph direcion cn be ssocied wih he criicl vlue of / where is ssocied wih he limi ensile sress nd relion of / he crck growh condiion is posuled in he exended form of Griffih heory o ccoun for he dmge dissipion hed of he crck ip he resuls esened in his pper hve been obined wihin he ojec omerme onrc No POG000-00-0/08 wih he Polish Minisry of Science nd Higher Educion in he frmework of he Operionl Progrmme nnovive Economy 007 0