Project detail

Determination of conditions of failure initiation in bi-material wedges composed of two orthotropic materials

Duration: 01.01.2008 — 31.12.2010

Funding resources

Czech Science Foundation - Standardní projekty

- whole funder (2008-01-01 - 2010-12-31)

On the project

Moderní konstrukce složené z kompozitních ortotropních materiálů umožňují dosáhnout vlastností, kterých by nebylo možno docílit použitím homogenních materiálů. Materiálové nespojitosti vyskytující se ve složených tělesech však vyvolávají koncentraci napětí s takovým exponentem singularity, který znemožňuje použití přístupů lomové mechaniky původně vyvinutých pro trhliny homogenních izotropních materiálech.Cílem projektu je zobecnit přístupy stanovující podmínky iniciace trhliny pro diskontinuity modelované bi-materiálovými vruby s ortotropními materiálovými vlastnostmi.Předpokládáme aplikaci zobecněných postupů na materiály s relativně křehkou matricí a s lomovým chováním vedoucím k tvorbě trhlin v matrici v zóně takového rozsahu, který umožňujepoužití mechaniky porušení kontinua, případně lineární elastické lomové mechaniky. Pro výpočty bude použita kombinace numerických metod (MKP) a analytických metod (S-L formalizmus).

Description in English
Modern constructions composed of orthotropic materials enable to achieve properties that could not be attained by means of homogeneous materials. However, material discontinuities occurring in compound structures induce general singular stress concentrations that preclude the use of the fracture mechanics approaches developed for cracks in homogeneous materials.The objective of the project is to study and extend approaches for crack initiation assessment of the discontinuities modelled as bi-material wedges with orthotropic materials properties.We assume to apply generalized procedures to materials with a relatively brittle matrix and with behaviour leading to matrix cracking of a scale that allows the use of continuum damage mechanics orpossibly linear elastic fracture mechanics. The combination of the numerical (FEM) and analytical methods (S-L formalism) will be used for the calculations.

Keywords
bi-materiálový vrub, ortotropické materiály, kriteria stability, psi integrál

Key words in English
bi-material wedge; orthotropic materials; stability criterion; psi-integral

Mark

GA101/08/0994

Default language

Czech

People responsible

Profant Tomáš, doc. Ing., Ph.D. - fellow researcher
Klusák Jan, doc. Ing., Ph.D. - principal person responsible

Units

Institute of Solid Mechanics, Mechatronics and Biomechanics
- co-beneficiary (2008-01-01 - 2010-12-31)

Results

PROFANT, T.; KOTOUL, M.; ŠEVEČEK, O. Stronger and weaker singularity of an inclined crack terminating at the orthotropic bimaterial interface. In 17th European conference on fracture. Brno: VITIUM, 2008. p. 170-170. ISBN: 9781617823190.
Detail

PROFANT, T.; KLUSÁK, J.; KOTOUL, M.; KNÉSL, Z. Application of the generalized linear elastic fracture mechanics to NiTi catheter. Brazílie: SBPMat, 2009. p. 1 (1 s.).
Detail

PROFANT, T.; KLUSÁK, J.; KOTOUL, M. A study of the stability of sharp notches in the orthotropic heterogeneous media. In The Ninth International Conference on Multiaxial Fatigue & Fracture (ICMFF9). 2010. p. 733-740. ISBN: 978-88-95940-31-1.
Detail

PROFANT, T.; KLUSÁK, J.; KOTOUL, M. CONDITIONS FOR CRACK INITIATION IN AN ORTHOTROPIC BI-MATERIAL CORNER DETERMINED BY MEANS OF THE STRAIN ENERGY DENSITY FACTOR. In Multiscaling of Synthetic and Natural Systems with Self-Adaptive Capability. Taipei: National Taiwan University of Science and Technology, 2010. p. 149-152. ISBN: 978-986-02-3909-6.
Detail

KLUSÁK, J.; PROFANT, T.; KOTOUL, M. Study of stress distribution around an orthotropic bi-material notch tip. Key Engineering Materials (print), 2009, vol. 417-418, no. 1, p. 385-388. ISSN: 1013-9826.
Detail

PROFANT, T.; KLUSÁK, J.; KOTOUL, M. THE ANALYSIS OF THE CRACK INITIATED FROM THE ORTHOTROPIC BI-MATERIAL SHARP NOTCH. In ENGINEERING MECHANICS. 1. Prague: Institute of Thermomechanics - Academy of Sciences of the Czech Republic - Prague, 2011. p. 103-107. ISBN: 978-80-87012-33-8.
Detail

KORBEL, J.; KLUSÁK, J.; KNÉSL, Z. Prediction of brittle fracture of epoxy-aluminum flanging. Applied andComputational Mechanics, 2010, vol. 4, no. 1, p. 49-56. ISSN: 1802-680X.
Detail

KLUSÁK, J.; PROFANT, T.; KOTOUL, M. Determination of the threshold values of orthotropic bi-material notches. Procedia Engineering, 2010, vol. 2, no. 1, p. 1635-1642. ISSN: 1877-7058.
Detail

PROFANT, T.; KLUSÁK, J.; KOTOUL, M. On the crack initiated from the bi-material notch tip. Key Engineering Materials (print), 2010, vol. 452-453, no. 1, p. 441-444. ISSN: 1013-9826.
Detail

PROFANT, T.; KLUSÁK, J.; KOTOUL, M. Case Criterion of Crack Onset in Orthotropic Bi-Material Notches. Key Engineering Materials (print), 2011, vol. 465, no. 1, p. 157-160. ISSN: 1013-9826.
Detail

KLUSÁK, J.; PROFANT, T.; KOTOUL, M. A comparison of two direct methods of generalized stress intesity factor calculations of bi-material notches. Key Engineering Materials (print), 2008, vol. 385, no. 1, p. 409-412. ISSN: 1013-9826.
Detail

Responsibility: Klusák Jan, doc. Ing., Ph.D.