Чисельне моделювання процесів зародження та розповсюдження тріщини в зразках різних типів з використанням моделі пошкоджуваності матеріалу GTN

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorКондряков, Є. О.
dc.contributor.authorКравчук, А. В.
dc.contributor.authorХарченко, В. В.
dc.date.accessioned2022-05-16T12:53:45Z
dc.date.available2022-05-16T12:53:45Z
dc.date.issued2021
dc.description.abstractenProblematic. A combination of experimental and computational methods for studying the processes of crack initiation and propagation in various specimen’s types is used to determine the mechanical properties of materials, as well as to improve the accuracy of assessing the strength and durability of structural elements.Research objective. Determination of the parameters of the Gurson-Tvergaard-Needleman (GTN) material damage model based on the numerical modeling results of various specimen’s types under various types of loading for steel 22K using the finite element method. Realization technique. Using the finite element method, numerical modeling of the processes of cracks nucleation and propagation in cylindrical specimens under uniaxial tension, in Charpy specimens under dynamic loading, and also in CT specimens under quasi-static loading was carried out for steel 22K using the GTN material damage model. The results of research. By comparing the experimental and numerical results, the full set of GTN material model parameters for steel 22K was determined. The stress state in the crack tip area and the kinetics of its propagation in the material of various specimen’s types under static and dynamic loading were estimated.Conclusions. The GTN material damage model with the parameter values determined from experiments, can be used for numerical simulation of the processes of crack initiation and propagation both in specimens of various types under various loading types, and in structural elements.uk
dc.description.abstractruПроблематика. Комплексное использование экспериментальных и расчетных методик исследований процессов зарождения и распространения трещины в образцах различных типов применяется для определения механических характеристик мате-риалов, а также для повышения точности оценки прочности и долговечности элементов конструкций. Цель исследования. Определение параметров модели повреждаемости материала Гарсона-Твергаарда-Нидлмана (GTN) по результатам численного моделирования образцов различных типов при различных видах нагружения на примере стали 22К с применением метода конечных элементов. Методика реализации. С использованием метода конечных элементов было проведено численное моделирование процессов зарождения и распространения трещин в цилиндрических образцах при одноосном растяжении, в образцах Шарпи при динамическом нагружении, а также в СТ образцах при квазистатическом нагружении на примере стали 22К с использованием модели повреждаемости материала GTN. Результаты исследования. При сопоставлении экспериментальных и численных результатов определен полный набор параметров модели материала GTN для стали 22К. Проведена оценка напряженного состояния в окрестности вершины трещины и кинетика ее распространения в материале образцов различных типов при статическом и динамическом нагружении. Выводы. Модель повреждаемости материала GTN, с определенными из экспериментов значениями параметров, может быть использована для численного моделирования процессов зарождения и распространения трещины как в образцах различных типов при различных видах нагружения, так и в элементах конструкций.uk
dc.description.abstractukПроблематика. Поєднання експериментальних та розрахункових методик досліджень процесів зародження та розповсюдження тріщини в зразках різних типів застосовується для визначення механічних характеристик матеріалів, а також для підвищення точності оцінки міцності та довговічності елементів конструкцій. Мета дослідження. Визначення параметрів моделі пошкоджуваності матеріалу Гарсона-Твергаарда-Нідлмана (GTN) за результатами чисельного моделювання зразків різних типів при різних видах навантаження на прикладі сталі 22К із застосуванням методу скінчених елементів Методика реалізації. Із використанням методу скінчених елементів було проведено чисельне моделювання процесів зародження та розповсюдження тріщин в циліндричних зразках при одновісному розтязі, в зразках Шарпі при динамічному навантаженні, а також в СТ зразках при квазістатичному навантаженні на прикладі сталі 22К з використанням моделі пошкоджуваності матеріалу GTN. Результати дослідження. При зіставленні експериментальних та чисельних результатів визначено повний набір параметрів моделі матеріалу GTN для сталі 22К. Проведено оцінку напруженого стану в околі вершини тріщини та кінетику її розповсюдження в матеріалі зразків різних типів при статичному та динамічному навантаженні. Висновки. Модель пошкоджуваності матеріалу GTN, з визначеними із експериментів значеннями параметрів, може бути використана для чисельного моделювання процесів зародження та розповсюдження тріщини як у зразках різних типів при різних видах навантаження, так і в елементах конструкцій.uk
dc.format.pagerangeP. 49-56uk
dc.identifier.citationКондряков, Є. О. Чисельне моделювання процесів зародження та розповсюдження тріщини в зразках різних типів з використанням моделі пошкоджуваності матеріалу GTN / Є. О. Кондряков, А. В. Кравчук, В. В. Харченко // Mechanics and Advanced Technologies. – 2021. – No. 1. – С. 49-56. – Бібліогр.: 14 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2521-1943.2021.5.1.225839
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/47355
dc.language.isoukuk
dc.publisherIgor Sikorsky Kyiv Polytechnic Instituteuk
dc.publisher.placeKyivuk
dc.sourceMechanics and Advanced Technologies, 2021, Vol. 5, No. 1uk
dc.subjectмодель пошкоджуваності матеріалу GTNuk
dc.subjectметод скінчених елементівuk
dc.subjectзародження та розповсюдження тріщиниuk
dc.subjectзразок Шарпіuk
dc.subjectCT-зразокuk
dc.subjectGTN material damage modeluk
dc.subjectfinite element methoduk
dc.subjectcrack initiation and propagationuk
dc.subjectCharpy specimenuk
dc.subjectCT specimenuk
dc.subjectмодель повреждаемости материала GTNuk
dc.subjectметод конечных элементовuk
dc.subjectзарождение и распространение трещиныuk
dc.subjectобразец Шарпиuk
dc.subjectCT образецuk
dc.subject.udc539.4uk
dc.titleЧисельне моделювання процесів зародження та розповсюдження тріщини в зразках різних типів з використанням моделі пошкоджуваності матеріалу GTNuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
madt_2021-1_p49-56.pdf
Розмір:
1.6 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.1 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Mechanics and Advanced Technologies, Vol. 5, No. 1