Evaluation of the Crack Development at a Cyclic Loading of Plate Elements Using the Parameters of Scattered Damages of the Material

Шульженко, Н. Г.; Gontarovskiy, Pavel Petrovich; Garmash, Nataliya Grigor'evna; Melezhyk, Irina Ivanovna

doi:10.20998/2078-774x.2017.09.06

Cited by 3 publications

(1 citation statement)

References 0 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Используется предложенная ранее методика расчета кинетики трещины в плоских и осесимметричных элементах конструкций, основанная на принципах накопления рассеянных повреждений в материале [8,9]. Тепловое и напряженнодеформированное состояния определяются методом конечных элементов [2,10] в упругопластической постановке с учетом истории деформирования материала на основе принципа Мазинга и эффекта Баушингера [11] при реверсе напряжений.…”

Section: методика оценки кинетики трещиныunclassified

Simulation of the Propagation of Circumferential Crack in the Cylindrical Element Structure Exposed to Cyclic Loadings

Melezhyk

Шульженко²,

Garmash

et al. 2018

NTU "KhPI" Bulletin

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Рассматривается кинетика кольцевой трещины в цилиндре с разными уровнями циклического нагружения. Применяется предложенная ранее методика расчетной оценки развития трещин в пластинчатых и осесимметричных конструкциях при циклическом нагружении, которая основана на концепции накопления рассеянных повреждений в материале. Упруго-пластическое деформирование материала в районе трещины определяется с помощью метода конечных элементов, а повреждаемость оценивается с использованием диаграмм усталостного разрушения гладких цилиндрических образцов. Учитывается контакт берегов трещины при сжимающих нагрузках. Результаты согласуются с данными, полученными по методу Ньюмана. Предлагаемая методика может быть использована для оценки живучести элементов паровых турбин (тепловых канавок роторов на пуско-остановочных режимах, замковых соединений лопаток с дисками и др.).Ключевые слова: кинетика трещины, циклическая нагрузка, размахи упруго-пластических деформаций, кривые малоцикловой усталости, метод конечных элементов, коэффициент асимметрии цикла, контакт берегов трещины. П. П. ГОНТАРОВСЬКИЙ, М. Г. ШУЛЬЖЕНКО, Н. Г. ГАРМАШ, І. І. МЕЛЕЖИК МОДЕЛЮВАННЯ РОСТУ КІЛЬЦЕВОЇ ТРІЩИНИ В ЦИЛІНДРИЧНОМУ ЕЛЕМЕНТІ КОНСТРУКЦІЇ ПРИ ЦИКЛІЧНОМУ НАВАНТАЖЕННІРозглядається кінетика кільцевої тріщини в циліндрі при різних рівнях циклічного навантаження. Використовується запропонована раніше методика розрахункової оцінки розвитку тріщини в осесиметричних конструкціях при циклічному навантаженні, яка базується на концепції накопичення розсіяних пошкоджень у матеріалі. Пружно-пластичне деформування матеріалу в районі тріщини моделюється методом скінченних елементів, а руйнування оцінюється з використанням діаграм втомного руйнування гладких циліндричних зразків Враховується контакт берегів тріщини при стискаючих навантаженнях. Результати узгоджуються з даними, отриманими по методу Ньюмана. Запропонована методика може бути використана для оцінки живучості елементів парових турбін (теплових канавок роторів при пуско-зупинних режимах, замкових з'єднань лопаток з дисками та ін.).Ключові слова: кінетика тріщини, циклічне навантаження, розмахи пружно-пластичних деформацій, криві малоциклової втоми, метод скінченних елементів, коефіцієнт асиметрії циклу, контакт берегів тріщини. P.The purpose of these studies was to work out the methods for the computation of crack development in the plate and axisymmetric elements of structures at cyclic loading for the plasto-elastic arrangement using the conception of the accumulation of scattered damages in the material. In the domain in question, we simulated the processes of alternating-sign plasto-elastic deformation and the material crack resistance was estimated using the fatigue test data for smooth specimens. Thermal and elastically-deformed states of the structure were determined for different loading modes using the finite elements method. The material damageability was assessed for the curves of low-cycle fatigue and for the range of plasto-elastic deformations on the route of probable crack propagation using the hy...

show abstract

Section: методика оценки кинетики трещиныunclassified

Simulation of the Propagation of Circumferential Crack in the Cylindrical Element Structure Exposed to Cyclic Loadings

Melezhyk

Шульженко²,

Garmash

et al. 2018

NTU "KhPI" Bulletin

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

Design Forecasting of Thermal Strength and Resource of Steam Turbine structural Components

Шульженко¹,

Gontarovskiy²,

Garmash³

et al. 2018

J. of Mech. Eng.

View full text Add to dashboard Cite

Calculated Assessment of Crack Development Under Cyclic Loading of the Plate Using the Parameters of Dispersed Damage of the Material

Hontarovskyi,

Garmash,

Melezhyk

et al. 2024

J. of Mech. Eng.

View full text Add to dashboard Cite

The reliable operation of structures and energy machines is related to ensuring thermal strength and durability of their elements and assemblies. Currently, a difficult situation has developed in the modern energy market; the equipment works in difficult conditions and, as a result, it is operated in variable modes, which causes accelerated wear of the resource. Ensuring the reliable use of power machines and structures of various complexity requires a calculated assessment of the thermal strength and durability of their elements, which is based on the application of new methods and calculation models taking into account a number of important factors, including damage, heterogeneity of material properties, the influence of non-stationary temperature fields and the presence of cracks. This paper is devoted to the development of the methodology for crack growth calculations in plate elements of structures under cyclic loading in an elastic-plastic setting using the concept of the accumulation of dispersed damage in the material. At the top of the crack, the processes of sign-changing elastic-plastic deformation and crack resistance of the material are simulated using data from fatigue tests of smooth samples. The thermal stress state of the structure at different loading modes is determined using finite element software for several fixed crack depths. The kinetics of a surface crack in a plate, from both edges of which cracks grow symmetrically under non-zero cyclic loading by tensile stresses, is considered in the paper. Elastic-plastic problems were solved for the cases of plane deformation and plane stress state, the amplitudes of deformation intensities and the number of loading cycles were obtained depending on the depth of crack growth. It was established that the type of stress state significantly affects the destruction of the material. Evaluation of crack development using the concept of accumulation of dispersed damage in the material has advantages for flat and axisymmetric problems, since it has no limitations for the size of the plastic zone and small crack depth. After some improvements, the calculation method can be used for three-dimensional problems of thermoplasticity.

show abstract

Evaluation of the Crack Development at a Cyclic Loading of Plate Elements Using the Parameters of Scattered Damages of the Material

Cited by 3 publications

References 0 publications

Simulation of the Propagation of Circumferential Crack in the Cylindrical Element Structure Exposed to Cyclic Loadings

Simulation of the Propagation of Circumferential Crack in the Cylindrical Element Structure Exposed to Cyclic Loadings

Design Forecasting of Thermal Strength and Resource of Steam Turbine structural Components

Calculated Assessment of Crack Development Under Cyclic Loading of the Plate Using the Parameters of Dispersed Damage of the Material

Contact Info

Product

Resources

About