Badania doświadczalne i modelowanie procesów kumulacji uszkodzeń i pękania elementów konstrukcyjnych

Niniejsza monografia stanowi „pomost” pomiędzy mechaniką pękania i mechaniką uszkodzeń. Przedstawiono w niej wyniki zaawansowanych badań doświadczalnych oraz modelowania z wykorzystaniem metod numerycznych, procesów pękania ciągliwego próbek z karbami oraz kumulacji uszkodzeń w warunkach niskocyklowych obciążeń zmęczeniowych, także w temperaturze podwyższonej. W badaniach uwzględniono zarówno obciążenia jednoosiowe (rozciąganie/ściskanie), jak i dwuosiowe (rozciąganie/ ściskanie wraz ze skręcaniem), o proporcjonalnych i nieproporcjonalnych składowych.

W pierwszej części pracy opisano wyniki badań doświadczalnych i modelowania numerycznego (z wykorzystaniem metody elementów skończonych) pękania ciągliwego próbek z karbami o różnym kształcie, wykonanych ze stopów aluminium, W warunkach monotonicznego obciążenia jedno- i dwuosiowego (rozciąganie oraz rozciąganie wraz ze skręcaniem). Szczególną uwagę zwrócono na wartości maksymalnych naprężeń normalnych oraz maksymalnych plastycznych odkształceń postaciowych w momencie inicjacji pęknięcia. Zaproponowano także naprężeniowo-odkształceniowe kryterium ciągliwego pękania rozciąganych próbek z karbami.

Następnie przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych i modelowania kumulacji uszkodzeń w warunkach niskocyklowych obciążeń zmęczeniowych, zarówno W temperaturze pokojowej, jak i podwyższonej (do 300°C). Badania przeprowadzono na próbkach wykonanych ze stopów aluminium w warunkach obciążeń jednoosiowych (rozciąganie/ściskanie) oraz dwuosiowych (rozciąganie/ ściskanie wraz ze skręcaniem), o proporcjonalnych i nieproporcjonalnych składowych. Przedstawiono własne modele obliczeniowe, W których wartość zmiennej stanu uszkodzenia na płaszczyźnie fizycznej uzależniono od stanu odkształcenia
oraz naprężenia na tej płaszczyźnie.