Detail projektu

Řešení obecných koncentrátorů napětí v anisotropních heterogenních prostředích pomocí kombinace MKP a techniky spojitě rozložených dislokací

Období řešení: 01.01.2005 — 31.12.2007

Zdroje financování

Grantová agentura České republiky - Standardní projekty

- plně financující (2005-01-01 - 2007-12-31)

O projektu

Rostoucí využívání kompozitních materiálů, ochranných povrchových vrstev, tepelných bariér, vrstevnatých nebo funkčně gradientních materiálů vyžaduje rozšířit hodnotící postupy lomové mechaniky, vypracované pro izotropní homogenní materiály, do oblastian isotropních, silně heterogenních prostředí. Typickou situací je trhlina na hranici dvou anisotropních prostředí, např. lamel laminátu, matrice a vlákna či povrchové vrstvy a substrátu. Problém bývá komplikován přemostěním líců trhliny další fází anelineá rní materiálovou odezvou v brázdě trhliny. Pro výpočet lomově mechanických parametrů se v poslední době ujala technika tzv. interakčních integrálů nezávislých na integrační cestě. Nutnou podmínkou pro jejich použití je existence tzv. "pomocného"řešení. S myslem projektu je vytvořit efektivní nástroj pro stanovení (zobecnělých) součinitelů intenzity napětí a T napětí pro anisotropní těleso s bimateriálovým rozhraním pomocí kombinace MKP a techniky spojitě rozložených dislokací.

Popis anglicky
An increasing exploitation of composite materials, protective surface layers, thermal barriers or functionally gradient materials requires to extend safety assessment approaches of the fracture mechanics, originally developed for isotropic homogeneous materials, to the field of anisotropic, strongly heterogeneous media. A typical situation is that of crack at the interface of anisotropic materials, like neighbouring plies in laminates, matrix/fibre or surface layer/substrate interfaces. The problem isfurther complicated due to crack face bridging by particles or fibres and non-linear material response in the wake of crack respectively. Recently, the technique of so-called two state interaction integrals has been increasingly applied to the evaluationoffracture mechanics parameters. A necessary condition for success of this approach is the existence of an "auxiliary" solution. The project will aim to develop an effective tool for the determination of (generalised) stress intensity factors as well as

Označení

GA101/05/0320

Originální jazyk

čeština

Řešitelé

Kotoul Michal, prof. RNDr., DrSc. - hlavní řešitel
Knésl Zdeněk, prof. RNDr., CSc. - spoluřešitel

Útvary

Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky
- příjemce (01.01.2005 - 31.12.2007)
Ústav fyziky materiálů AV ČR
- spolupříjemce (01.01.2005 - 31.12.2007)

Výsledky

KOTOUL, M.; VYSLOUŽIL, T.; DLOUHÝ, I. Modelling the R-curve behaviour in chevron-notched specimen using weight functions. In Advances in Fracture and Damage Mechanics IV. Eastleigh, England: EC, Ltd., UK, 2005. p. 217 ( p.)ISBN: 0-9547783-1-6.
Detail

NÁHLÍK, L.; ŠESTÁKOVÁ, L.; HUTAŘ, P. Estimation of the crack propagation direction of a crack touching the interface between two elastic materials. Abstract Booklet MSMF-5. Brno: VUTIUM Brno, 2007. p. 74-74. ISBN: 978-80-214-3434-9.
Detail

ČERNÝ, M., POKLUDA, J. Ab initio Study of Elasticity of Nano-Fibre Reinforced Composites. In Nano 05. Brno: Auda, 2005. p. 161-166. ISBN: 80-214-3085-0.
Detail

KOTOUL, M.; PROFANT, T.; ŠEVEČEK, O. Calculation of K-factor and T-stress for crack at anisotropic bimaterials. In Fracture of Nano and Engineering Materials and Structures. Holandsko: Springer, 2006. p. 879-879. ISBN: 1-4020-4971-4.
Detail

ŠESTÁKOVÁ, L., MAJER, Z., NÁHLÍK, L., KNÉSL, Z. Numerical Analysis of a Surface Crack in Protective Layers. In Engineering mechanics 2006. Svratka, CR: Institute of Theoretical and Applied Mechanics Academy of Sciences of the Czech Republic, Prague, 2006. s. 348-349. ISBN: 80-86246-27-2.
Detail

ČERNÝ, M.; POKLUDA, J. Ab initio Study of Elasticity and Strength of Nano-fibre Reinforced Composites. In Fracture of Nano and Engineering Materials and Structures. Alexandroupolis: Springer, 2006. p. 873 ( p.)ISBN: 1-4020-4971-4.
Detail

ŠVAŘÍČEK, K.; VLK, M. Zhodnocení použitelnosti ASTM E 837-01 pro tenzometrickou růžici RY 61 S. In Aplikovaná mechanika 2005. Hrotovice, Czech Republic: Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně, 2005. s. 105 ( s.)ISBN: 80-214-2373-0.
Detail

ŠVAŘÍČEK, K.; VLK, M. Porovnání procedury ASTM E 837-01 a integrální metody pro výpočet zbytkové napjatosti nehomogenní po hloubce. In Engineering mechanics 2005. Svratka, Czech Republic: Institute of Thermomechanics, Academy of Sciences of the Czech Republic, 2005. s. 303 ( s.)ISBN: 80-85918-93-5.
Detail

ŠVAŘÍČEK, K.; VLK, M. Rozvoj metody vrtání otvoru do oblasti pružně plastických deformací v tenké stěně. In Experimentální analýza napětí 2005. Skalský dvůr, Czech Republic: Institute of Solid Mechanics, Mechatronics and Biomechanics, Faculty of Mechanical Engineering, Brno University of Technology, 2005. s. 87 ( s.)ISBN: 80-214-2941-0.
Detail

ŠVAŘÍČEK, K.; VLK, M. Stanovení zbytkových napětí pomocí metody vrtání otvoru v oblasti pružně plastických deformací. In Computational Mechanics 2005. Hrad Nečtiny, Czech Republic: Západočeská univerzita v Plzni, 2005. s. 589 ( s.)ISBN: 80-7043-400-7.
Detail

KNÉSL, Z.; BAREŠ, P.; NÁHLÍK, L. EVALUATION OF THE FATIGUE THRESHOLD OF COATED STRUCTURES. In ICCE-12 Twelth Annual International Conference on Composites/Nano Engineering. Tenerife, Canary Islands: 2005. p. 153-154.
Detail

KNÉSL, Z.; NÁHLÍK, L.; BAREŠ, P. Failure behavior of coated materials. In 10 th International Conference on Numerical Methods in Continuum Mechanics. Žilina: University of Zilina, 2005. p. 47-48. ISBN: 80-969165-4-8.
Detail

ŠESTÁKOVÁ, L.; NÁHLÍK, L.; HUTAŘ, P. Vliv rozhraní vrstevnatého kompozitu na směr šíření trhliny. In 9th International Scientific Conference Applied Mechanics 2007, Book of Extended Abstracts. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2007. s. 205-206. ISBN: 978-80-248-1389-9.
Detail

ŠESTÁKOVÁ, L.; NÁHLÍK, L.; HUTAŘ, P. Influence of Bi-material Interface on Crack Propagation Direction in Multilayer Composite. In Engineering mechanics 2007. Svratka, CR: Institute of Thermomechanics, Academy of Sciences of the Czech Republic, v.v.i., Prague, 2007. p. 269-270. ISBN: 978-80-87012-06-2.
Detail

SEITL, S.; KLUSÁK, J.; KNÉSL, Z.; KERŠNER, Z. Influence of notch geometry on fracture behaviour of three-point bend notched specimens from quasi-brittle materials. In Recent Developments in structural engineering, mechanics and computation. Cape Town, south Africa: 2007. p. 655-658. ISBN: 978-90-5966-054-0.
Detail

ŠESTÁKOVÁ, L.; MAJER, Z.; FIEDLER, L.; KNÉSL, Z. K-Calibration of Specimens used for Lifetime Estimation of Multilayer Pipes. In CD: 11.Problemseminar "Deformation und Bruchverhalten von Kunstoffen". Merseburg: 2007. p. poster 33 ( p.)
Detail

ŠEVEČEK, O.; KOTOUL, M. Řešení obecných koncentrátorů napětí v anisotropních prostředích. In Víceúrovňový design pokrokových materiálů 2006. Brno: 2005. s. 215-222. ISBN: 80-239-6145-4.
Detail

ŠEVEČEK, O.; KOTOUL, M.; PROFANT, T. Výpočet zobecněného součinitele intensity napětí pro trhlinu kolmou na rozhraní dvou anisotropních materiálů. In Aplikovaná mechanika 2006. Srní: 2006. s. 93-94. ISBN: 80-7043-441-4.
Detail

ŠEVEČEK, O.; KOTOUL, M.; PROFANT, T. Konstrukce fundamentálního řešení pro dislokaci v anisotropním bimateriálovém tělese pomocí MKP. In Engineering mechanics 2006. Svratka: 2006. s. 350-351. ISBN: 80-86246-27-2.
Detail

ŠEVEČEK, O.; PROFANT, T.; KOTOUL, M. Problematika přechodu trhlin přes rozhraní dvou anisotropních materiálů. In Computational mechanics 2006. Nečtiny: University of West Bohemia, 2006. s. 601-608. ISBN: 80-7043-477-5.
Detail

ŠEVEČEK, O.; PROFANT, T. Problematika obecných koncentrátorů na rozhraní dvou anisotropních materiálů. In Víceúrovňový design pokrokových materiálů 2005. Brno: Ústav fyziky materiálů AVČR, 2006. s. 155-162. ISBN: 80-239-8271-0.
Detail

ŠESTÁKOVÁ, L. Vliv povrchových trhlin na delaminaci ochranné vrstvy a podkladu. In Problémy lomové mechaniky VI. Brno: CIDEAS, 2006. s. 69-76. ISBN: 80-214-3131-8.
Detail

ŠESTÁKOVÁ, L.; NÁHLÍK, L.; HUTAŘ, P. Delaminace ochranné vrstvy způsobená povrchovou trhlinou. In SEMDOK 2007. Žilina - Súlov: EDIS, 2007. s. 105-108. ISBN: 978-80-8070-639-5.
Detail

MAJER, Z. Numerická analýza růstu povrchové trhliny v ochranných vrstvách. In PROBLÉMY LOMOVÉ MECHANIKY VI. Brno: CIDEAS, 2006. s. 51-58. ISBN: 80-214-3131-8.
Detail

PROFANT, T.; ŠEVEČEK, O.; KOTOUL, M. Stress field analisys near the semi-infinite crack tip terminating to the interface between two orthotropic materials. In Engineering Mechanics 2006. první. Svratka: Academy of Sciences of the Czech Republic, Prague, 2006. s. 304-305. ISBN: 80-86246-27-2.
Detail

PROFANT, T.; ŠEVEČEK, O.; KOTOUL, M. ANALÝZA SINGULARITY NAPĚTÍ U TRHLIN NA ROZHRANÍ DVOU ORTOTROPNÍCH MATERIÁLŮ. In Computational Mechanics. Hrad Nečtiny: University of West Bohemia in Pilsen, 2006. s. 483-490. ISBN: 80-7043-477-5.
Detail

PROFANT, T.; ŠEVEČEK, O.; KOTOUL, M. STRESS SINGULARITY AT AN SEMI-INFINITE CRACK PERPENDICULAR TO THE INTERFACE BETWEEN TWO ORTHOTROPIC MATERIALS. In Dynamika tuhých a deformovatelných těles 2006. Ústí nad Labmem: Univerzita J.E. Purkyně, 2006. s. 175-182. ISBN: 80-7044-782-6.
Detail

ŠESTÁKOVÁ, L.; MAJER, Z. Numerická analýza nehomogenních vzorků používaných pro měření lomově mechanických parametrů polyethylenu. In Křehký lom 2007. Brno: Ústav fyziky materiálů AV ČR, v. v. i., 2007. s. 145-156. ISBN: 978-80-254-0725-7.
Detail

ŠESTÁKOVÁ, L. Lomově mechanické parametry bi-materiálového tělesa. In Víceúrovňový design pokrokových materiálů, sborník doktorské konference 2007. Brno: Ústav fyziky materiálů AV ČR, v. v. i., 2007. s. 45-52. ISBN: 978-80-254-0793-6.
Detail

NÁHLÍK, L.; HUTAŘ, P. INFLUENCE OF BI-MATERIAL INTERFACE AND PLASTICITY INDUCED CRACK CLOSURE ON THRESHOLD VALUES. In Engineering mechanics 2007. Praha: ÚT AV ČR, 2007. p. 1-8. ISBN: 978-80-87012-06-2.
Detail

KNÉSL, Z.; HUTAŘ, P.; NÁHLÍK, L. EFFECT OF THE INTERFACE ON FRACTURE TOUGHNESS OF PARTICLE REINFORCED COMPOSITES. In ICCE-15 Fifteenth annual international conference on composites/nano engineering. New Orleans: University of New Orleans, 2007. p. 1-2.
Detail

PROFANT, T.; KOTOUL, M.; ŠEVEČEK, O. Analysis of Edge Bridged Crack in Bimaterial Anisotropic Half-Space. Key Engineering Materials (print), 2006, vol. 324, no. 9, p. 1143-1143. ISSN: 1013-9826.
Detail

KOTOUL, M.; PROFANT, T.; ŠEVEČEK, O.; KREJČÍŘ, M. Solution methods for general stress concentrators in anisotropic heterogeneous media. Key Engineering Materials (print), 2007, vol. 348-349, no. 1, p. 677-680. ISSN: 1013-9826.
Detail

PROFANT, T.; ŠEVEČEK, O.; KOTOUL, M. Calculation of k-factor and t-stress for cracks in anisotropic bimaterials. Engineering Fracture Mechanics, 2007, vol. 75, no. 11, p. 3707-3726. ISSN: 0013-7944.
Detail

PROFANT, T.; ŠEVEČEK, O.; KOTOUL, M.; VYSLOUŽIL, T. Dislocation tri-material solution in the analysis of bridged crack in anisotropic bimaterial half-space. INTERNATIONAL JOURNAL OF FRACTURE, 2007, vol. 147, no. 4, p. 199-217. ISSN: 0376-9429.
Detail

KOTOUL, M.; PROFANT, T.; ŠEVEČEK, O.; KREJČÍŘ, M. a kol. Modeling of cracks crossing an interface between dissimilar elastic anisotropic materials. Materials Science Forum, 2007, vol. 567, no. 1, p. 17-22. ISSN: 0255-5476.
Detail

PROFANT, T.; ŠEVEČEK, O.; KOTOUL, M. The Analysis of the Stress and Displacement Field Near the Surface Crack Tip Terminating Perpendicular to the Interface Between Two Orthotropic Materials. Materials Science Forum, 2007, vol. 567, no. 1, p. 137-140. ISSN: 0255-5476.
Detail

ŠESTÁKOVÁ, L.; NÁHLÍK, L.; HUTAŘ, P.; KNÉSL, Z. Fracture mechanics parameters of multilayer pipes. Applied andComputational Mechanics, 2007, vol. 1, no. 1, p. 299-306. ISSN: 1802-680X.
Detail

KOTOUL, M.; VYSLOUŽIL, T.; BOCCACCINI, A.; DLOUHÝ, I. Crack growth in glass matrix composite reinforced by long SiC fibres. Theoretical and Applied Fracture Mechanics, 2007, vol. 49, no. x, p. 158-170. ISSN: 0167-8442.
Detail

NÁHLÍK, L.; HUTAŘ, P.; KNÉSL, Z. The Influence of Loading Ratio on Fatigue Crack Propagation Through a Bi-material Interface. Key Engineering Materials (print), 2007, vol. 348-349, no. 348-349, p. 317-320. ISSN: 1013-9826.
Detail

KNÉSL, Z.; KLUSÁK, J.; NÁHLÍK, L. Crack initiation criteria for singular stress concentrations Part I: A universal assessment of singular stress concentrations. Engineering Mechanics, 2007, vol. 14, no. 6, p. 399-408. ISSN: 1802-1484.
Detail

KLUSÁK, J.; KNÉSL, Z.; NÁHLÍK, L. Crack initiation criteria for singular stress concentrations Part II: Stability of sharp and bi-material notches. Engineering Mechanics, 2007, vol. 14, no. 6, p. 409-423. ISSN: 1802-1484.
Detail

NÁHLÍK, L.; HUTAŘ, P.; KNÉSL, Z. Transverse cracking of layered structures: evaluation of fatigue crack propagation. Materials Science Forum, 2008, vol. 567-568, no. xxx, p. 221-224. ISSN: 0255-5476.
Detail

NÁHLÍK, L.; ŠESTÁKOVÁ, L.; HUTAŘ, P. Estimation of the crack propagation direction of a crack touching the interface between two elastic materials. Materials Science Forum, 2008, vol. 567-568, no. 567-568, p. 225-228. ISSN: 0255-5476.
Detail

NÁHLÍK, L.; KNÉSL, Z.; KLUSÁK, J. CRACK INITIATION CRITERIA FOR SINGULAR STRESS CONCENTRATIONS, Part III: An Application to a Crack Touching a Bimaterial Interface. Engineering Mechanics, 2008, vol. 15, no. 2, p. 99-114. ISSN: 1802-1484.
Detail

HUTAŘ, P.; NÁHLÍK, L.; KNÉSL, Z. Quantification of the influence of vertex singularities on fatigue crack behavior. COMPUTATIONAL MATERIALS SCIENCE, 2009, vol. 45, no. 3, p. 653-657. ISSN: 0927-0256.
Detail

HUTAŘ, P.; NÁHLÍK, L.; ŠESTÁKOVÁ, L.; KNÉSL, Z. Quantification of the influence of vertex singularities on crack behaviour. IWCMM17-Paris Book of Abstracts. Paris, France: Centre des Matériaux, 2007. p. 139-139. ISBN: -.
Detail

SEITL, S.; KLUSÁK, J.; KNÉSL, Z.; KERŠNER, Z. Influence of notch geometry on fracture behaviour of three-point bend notched specimens from quasi-brittle materials. Cape Town, South Africa: 2007. p. 245-246.
Detail

HORNÍKOVÁ, J.; ŠANDERA, P.; POKLUDA, J.; KOTOUL, M. On the Crack Tip Shielding in Particle Reinforced Composites. In 4th International Conference on Fracture and Damage Mechanics. 1. Mallorca, Spain: 2005. p. 509-512. ISBN: 0-9547783-1-6.
Detail

Odpovědnost: Kotoul Michal, prof. RNDr., DrSc.