Current value of the fatigue crack tip opening displacement as an experimentally substantiated criterion of crack growth

1998 ◽  
Vol 30 (1) ◽  
pp. 17-24
Author(s):  
I. S. Pinyak
Keyword(s):  
Fatigue Crack ◽  
Crack Growth ◽  
Crack Tip ◽  
Crack Tip Opening Displacement ◽  
Opening Displacement ◽  
Current Value ◽  
Crack Tip Opening

scholarly journals Digital Image Correlation (DIC) Technique for Fatigue Crack Growth Analysis Using ∆CTOD Criteria

2018 ◽  
Vol 7 (4.38) ◽  
pp. 1362
Author(s):  
Akshay B. Patil ◽  
Suraj P. Toppo ◽  
Dr. RKP Singh
Keyword(s):  
Fatigue Crack ◽  
Fatigue Crack Growth ◽  
Digital Image Correlation ◽  
Crack Growth ◽  
Digital Image ◽  
Crack Tip ◽  
Image Correlation ◽  
Crack Tip Opening Displacement ◽  
Opening Displacement ◽  
Crack Tip Opening

The present paper deals with an experimental determination of fatigue crack growth rate (FCGR) of microalloyed steel (38MnVS6) to study the crack propagation in forged automobile crankshafts. The criterion based on crack tip opening displacement range (∆CTOD) is used to investigate the fatigue crack growth rate. In the current work use of 2D-digital image correlation (DIC) technique for the measurement of crack tip opening displacement (CTOD) and crack length (a) is proposed. Digital Image Correlation (DIC) is a full field displacement and strain measurement technique. It is easier to measure the crack tip opening displacement (CTOD) and crack length (a) with this technique than other. Fatigue crack growth curve based on crack tip opening displacement (CTOD) criteria is presented using DIC.  

A Study on the Relationship between Fatigue Crack Growth Behavior and Cyclic Crack Tip Opening Displacement

2006 ◽  
Vol 326-328 ◽  
pp. 1051-1054 ◽  
Author(s):  
Hyeon Chang Choi ◽  
Hyeon Ki Choi
Keyword(s):  
Fatigue Crack ◽  
Crack Growth ◽  
Crack Tip ◽  
Growth Behavior ◽  
Crack Growth Behavior ◽  
Fatigue Crack Growth Behavior ◽  
Crack Tip Opening Displacement ◽  
Opening Displacement ◽  
Crack Tip Opening ◽  
The Relationship

The relationship between fatigue crack growth behavior and cyclic crack tip opening displacement is studied. An elastic-plastic finite element analysis (FEA) is performed to examine the growth behavior of fatigue crack, where the contact elements are used in the mesh of the crack tip area. We investigate the relationship between the reversed plastic zone size and the changes of the cyclic crack tip opening displacement along the crack growth. The cyclic crack tip opening displacement is related to fatigue crack opening behavior.

Investigation of metal cored arc welded FCA (fatigue crack arrester) steel in terms of microstructure, toughness and tensile properties

2018 ◽  
Author(s):  
Εμμανουήλ-Μάριος Καζασίδης
Keyword(s):  
Fatigue Crack ◽  
Tensile Properties ◽  
Arc Welding ◽  
Crack Tip ◽  
Crack Tip Opening Displacement ◽  
Opening Displacement ◽  
Crack Arrester ◽  
Crack Tip Opening ◽  
Welding Technique

Η παρούσα διδακτορική διατριβή αποσκοπεί στη μελέτη συγκολλήσεων ελασμάτων χάλυβα τύπου ΑΗ-40 FCA (Fatigue Crack Arrester), πάχους 13 mm, οι οποίες πραγματοποιήθηκαν με τη μέθοδο τόξου κοίλου ηλεκτροδίου με πυρήνα μεταλλικής σκόνης (Μetal Cored Arc Welding technique-MCAW). Η συγκεκριμένη μέθοδος συγκόλλησης επιλέχθηκε επειδή συνίσταται σε αυτοματοποιημένες διαδικασίες συγκόλλησης και ιδιαίτερα με πολλαπλά περάσματα καθώς δεν απαιτεί ενδιάμεσο καθαρισμό σκωρίας (σε αντίθεση με την FCAW). Κατά συνέπεια, οι συγκολλήσεις πραγματοποιήθηκαν με χρήση ρομποτικού μηχανισμού προκειμένου να εξασφαλιστεί η επαναληψιμότητα και η ακρίβεια των πειραματικών δοκιμών.Η διαδικασία που ακολουθήθηκε για τη μελέτη των συγκολλήσεων του χάλυβα AH-40 FCA περιλαμβάνει την εκτέλεση προπαρασκευαστικών-διερευνητικών πειραμάτων, τη διαδικασία βελτιστοποίησης ως προς τη μικροδομή και των ιδιοτήτων ένταντι εφελκυστικής φόρτισης, τη μελέτη της δυσθραυστότητας καθώς και την κατασκευή αναλυτικού μοντέλου. Πιο συγκεκριμένα: Aρχικά καθορίστηκε το εύρος των συνθηκών συγκόλλησης. Η σχετική μελέτη πραγματοποιήθηκε μέσω της διεξαγωγής μεμονωμένων στρώσεων μετάλλου στην επιφάνεια των χαλύβδινων ελασμάτων. Τα πειραματικά αποτελέσματα σε συνδυασμό με τη βιβλιογραφική ανασκόπηση, καθόρισαν το εύρος των εντέλει χρησιμοποιηθησών ρυθμών εισαγωγής θερμότητας (0.5-2.5 kJ/mm με βήμα 0.5 kJ/mm). Στη συνέχεια, η βελτιστοποίηση της συγκόλλησης πραγματοποιήθηκε βάσει των αποτελεσμάτων του μικροδομικού χαρακτηρισμού και των δοκιμών εφελκυσμού εγκαρσίως της διεύθυνσης συγκόλλησης. Σε αυτό το στάδιο τα παρακάτω κριτήρια καθορίστηκαν ως κρίσιμα για την επίτευξη της βέλτιστης συγκολλητής δομής:- Έκταση θερμικά επηρεασμένης ζώνης (η ελαχιστοποίηση του πλάτους της είναι επιθυμητή). Χρήση στερεοσκοπίου.- Ομοιογένεια των μικροδομικών συστατικών μεταξύ της θερμικά επηρεασμένης ζώνης, της ζώνης τήξης και του μετάλλου βάσης (η μέγιστη ομοιογένεια είναι επιθυμητή). Χρήση οπτικής μικροσκοπίας, ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης.- Κατανομή μικροσκληρομετρήσεων (ομαλή κατανομή είναι επιθυμητή, πλησιέστερη στη τιμή αναφοράς, δηλαδή στη μικροσκληρότητα του μετάλλου βάσης). Χρήση της μεθόδου Vickers.- Όριο διαρροής της συγκόλλησης (επιθυμητή η μεγιστοποίηση του ορίου διαρροής). Δοκιμή εφελκυσμού εγκαρσίως της διεύθυνσης συγκόλλησης- Αντοχή σε εφελκυσμό (επιθυμητή η μεγιστοποίηση της αντοχής). Δοκιμή εφελκυσμού εγκαρσίως της διεύθυνσης συγκόλλησης.-Επιμήκυνση θραύσης ως δείκτης της ολκιμότητας (επιθυμητή η μεγιστοποίησης της επιμήκυνσης). Δοκιμή εφελκυσμού εγκαρσίως της διεύθυνσης συγκόλλησης. Έπειτα, η μελέτη επικεντρώθηκε στη διερεύνηση της βέλτιστης συγκόλλησης και πιο συγκεκριμένα στην περιοχή που παρουσιάζει τη μέγιστη υποβάθμιση των μηχανικών ιδιοτήτων. Σε αυτήν πραγματοποιήθηκαν δοκιμές με χρήση προρωγματωμένων δοκιμίων για τη μέτρηση της δυσθραυστότητας με τις μεθόδους Charpy V-notch και CTOD (Crack tip opening displacement).Παράλληλα με την πειραματική διαδικασία πραγματοποιήθηκε η ανάπτυξη ενός αιτιοκρατικού αναλυτικού μοντέλου το οποίο χρησιμοποιεί ρητές-μαθηματικές εξισώσεις με διττό στόχο: την πρόβλεψη του εμβαδού της περιοχής ενίσχυσης ενός κορδονιού ευθείας ραφής, καθώς και του απαιτούμενου αριθμού κορδονιών σε μία συγκόλληση με πολλαπλά περάσματα. Η αξιοπιστία των προβλεπόμενων αποτελεσμάτων και η επαναληψιμότητα του μοντέλου επιβεβαιώθηκαν πειραματικά.

The Inelastic Line-Spring: Estimates of Elastic-Plastic Fracture Mechanics Parameters for Surface-Cracked Plates and Shells

1981 ◽  
Vol 103 (3) ◽  
pp. 246-254 ◽  
Author(s):  
D. M. Parks
Keyword(s):  
Fracture Mechanics ◽  
Crack Growth ◽  
Computing Time ◽  
Crack Tip ◽  
J Integral ◽  
Crack Tip Opening Displacement ◽  
Opening Displacement ◽  
Elastic Plastic ◽  
Plates And Shells ◽  
Crack Tip Opening

Recent studies of the mechanics of elastic-plastic and fully plastic crack growth suggest that such parameters as the J-integral and the crack tip opening displacement can, under certain conditions, be used to correlate the initiation and early increments of the ductile tearing mode of crack growth. To date, elastic-plastic fracture mechanics has been applied mainly to test specimen geometries, but there is a clear need for developing practical analysis capabilities in structures. In principle, three-dimensional elastic-plastic finite element analysis could be performed, but, in fact, such analyses would be prohibitively expensive for routine application. In the present work, the line-spring model of Rice and Levy [1-3] is extended to estimate the J-integral and crack tip opening displacement for some surface crack geometries in plates and shells. Good agreement with related solutions is obtained while using orders of magnitude less computing time.

The Prediction of Fatigue Crack Opening Behavior Using Cyclic Crack Tip Opening Displacement by Finite Element Analysis

2006 ◽  
Vol 324-325 ◽  
pp. 295-298 ◽  
Author(s):  
Hyeon Chang Choi
Keyword(s):  
Finite Element Analysis ◽  
Finite Element ◽  
Fatigue Crack ◽  
Crack Opening ◽  
Crack Tip ◽  
Crack Tip Opening Displacement ◽  
Opening Displacement ◽  
Element Analysis ◽  
Element Size ◽  
Crack Tip Opening

An elastic-plastic finite element analysis (FEA) is performed to examine the opening behavior of fatigue crack, where the contact elements are used in the mesh of the crack tip area. The relationship between fatigue crack opening behavior and cyclic crack tip opening displacement was studied in the previous study. In this paper, we investigate the effect of the element size when predict fatigue crack opening behavior using the cyclic crack tip opening displacement obtained from FEA. The cyclic crack tip opening displacement is well related to fatigue crack opening behavior.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document