scholarly journals Estimation of Cement Composites Fracture Parameters Using Deformation Criterion

Materials ◽  
2019 ◽  
Vol 12 (24) ◽  
pp. 4206
Author(s):  
Marta Kosior-Kazberuk ◽  
Andrzej Kazberuk ◽  
Anna Bernatowicz

A simple deformation criterion based on Dugdale’s cohesive zone model is presented. The criterion can be used for both the experimental determination of the critical stress intensity factor, KIc, and the critical tip opening displacement, CTODc. It can also be applied for the evaluation of the load capacity of structural elements. The criterion is presented in explicit and compact form, which allows straightforward calculations to be performed for the estimation of KIc and CTODc values from the experimental data obtained from samples with a U-shaped notch, rounded with an arbitrary radius. Thanks to the simple form of the approximate relationship between the maximal load level and the dimensionless notch tip opening displacement, the reverse procedure was obtained, i.e., the estimation of the value of the maximal force loading the structural element as a function of the known critical stress intensity factor.

2014 ◽  
Vol 592-594 ◽  
pp. 1160-1164 ◽  
Author(s):  
S. Sundaresan ◽  
B. Nageswara Rao

The life expectancy or failure of aerospace pressure vessels is evaluated by the critical stress intensity determined by the crack growth resistance curve of a material. Load versus crack mouth opening displacement data is generated from the Compact Tension specimens made from the weld joints of maraging steel rocket motor segments. The steps involved to generate critical stress intensity factor is explained. A power law is adopted to model the crack extension in terms of stress intensity factor and determine the maximum failure load of weld specimens. Maximum failure loads of CT specimens obtained by test and analysis are presented.


2018 ◽  
Author(s):  
Νικόλαος-Στυλιανός Χανακούλας

Αντικείμενο της παρούσας έρευνας είναι η μελέτη θραυστότητας δομικών λίθων ιστορικών μνημείων, καθώς και η αποτίμηση υλικών στερέωσης. Ως εκ του τούτου, η έρευνα χωρίζεται σε δύο μέρη. Στο πρώτο μέρος πραγματοποιείται η μελέτη θραυστότητας δομικών λίθων. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν τέσσερις τύποι λίθων. Πιο συγκεκριμένα μάρμαρο και ασβεστόλιθος Μάνης, ο οποίος συναντάται σε διάφορα ιστορικά κτίρια όπως το Αρχοντικό των Μεδίκων και το Δημοτικό Κτίριο Οιτύλου, ψαμμιτικός ασβεστόλιθος Λευκωσίας από την Κύπρο, ο οποίος συναντάται σε ιστορικά κτίρια όπως η Δημοτική Αγορά Λεμεσού και τέλος πωρόλιθος Λευκωσίας από την Κύπρο, που συναντάται σε ιστορικά κτίρια όπως η ενορία της Χρυσαλινιώτισσας. Η αντοχή σε θραύση των δειγμάτων μαρμάρου και ασβεστόλιθου Μάνης υπολογίστηκε με τη διεξαγωγή πειραμάτων κάμψης τριών σημείων σε δείγματα με προϋπάρχουσες ρωγμές. Τα δείγματα αυτά ήταν πρισματικοί δοκοί, με εγκοπές στο κέντρο διαφόρων βαθών (σχήμα εγκοπής U). Για την μελέτη λήφθηκαν υπόψη το άνοιγμα της εγκοπής ή αλλιώς Crack Opening Displacement (COD), καθώς και ο Κρίσιμος Συντελεστής Εντάσεως των Τάσεων ή αλλιώς Critical Stress Intensity Factor (KIC) για τον Τρόπο Ι. Η έρευνα αποκάλυψε ότι η αντοχή σε θραύση παραμένει σταθερή όταν η αναλογία της εγκοπής σε σχέση με το ύψος του δείγματος υπερβαίνει το 0,2. Κατόπιν πραγματοποιήθηκαν δοκιμές θραύσης κατά τον ίδιο ακριβώς τρόπο στον ψαμμιτικό ασβεστόλιθο και πωρόλιθο Λευκωσίας, με μόνη διαφορά τις διαστάσεις στις εγκοπές, όπου είχαν το ίδιο πλάτος με το ύψος της ρωγμής. Η έρευνα αποκάλυψε ότι η αντοχή σε θραύση παραμένει η ίδια, πράγμα που υποδεικνύει ότι η αντοχή σε θραύση εξαρτάται κυρίως από το ύψος της εγκοπής και όχι τόσο από το πάχος της.Στα πλαίσια της παρούσας περιεκτικής μεθοδολογίας για την προσέγγιση των ιστορικών κτιρίων, στο δεύτερο και τελικό στάδιο της έρευνας πραγματοποιήθηκε μελέτη στο ιστορικό κτίριο «Αρχοντικό των Μεδίκων» της Μάνης, όπου έγινε περιγραφή του με μοντέλο πεπερασμένων στοιχείων. Για την περιγραφή πραγματοποιήθηκαν κάποιες επιπλέον δοκιμές στα δείγματα του πρώτου μέρος και πιο συγκεκριμένα αντοχής σε θλίψη για τον ασβεστόλιθο Μάνης αλλά και εφελκυσμού στο κονίαμα του κτιρίου. Στη συνέχεια έγινε έλεγχος της στατικής συμπεριφοράς του μοντέλου υπό την επίδραση σεισμικών δράσεων στην υπάρχουσα κατάστασή του αλλά και αποτιμώντας το με τρεις διαφορετικές προτάσεις αποκατάστασης με υλικά στερέωσης από ανόργανα υλικά (HAP) και αλκοξυσιλάνια (ES και TEOS), πάντα με τη βοήθεια του λογισμικού προγράμματος SAP2000 v18.2. 0 - Structural Analysis Program.


2018 ◽  
Vol 32 (22) ◽  
pp. 1850241 ◽  
Author(s):  
Minh-Quy Le

Molecular dynamics simulations with Tersoff potential were performed to study the fracture properties of monolayer germanene at 300 K. The two-dimensional (2D) Young’s modulus, 2D tensile strength and axial strain at the tensile strength of pristine monolayer germanene are about 36.0 and 37.5 N/m; 5.1 and 4.6 N/m; 21.4 and 15.9%, in the zigzag and armchair directions, respectively. Griffith theory was applied to compute the critical stress intensity factor. Compared to monolayer graphene, the critical stress intensity factor of monolayer germanene is much smaller. Fracture pattern and effects of the initial crack length on the fracture properties are also studied. Results are useful for future design and applications of this 2D material.


2000 ◽  
Vol 649 ◽  
Author(s):  
H.W. Ngan ◽  
Y.L. Chiu

ABSTRACTBy analysing the relevant results in the literature, we have found that, when indentation is made on a subgranular level, the hardness varies roughly inversely with the square root of the distance between the indent and the grain boundary. This effect is analogous to the Hall-Petch effect for macroscopic deformation.


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document