Paris則に基づく損傷変数の発展則を導入した結合力モデルの提案とその材料定数の設定方法  [in Japanese] Fatigue-damage-induced cohesive zone model derived from Paris law and its parameter identification  [in Japanese]

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Abstract

<p>本研究では,損傷変数の発展則をParis則から導出した新たな結合力モデルを提案し,その材料定数の設定方法について検討する.これにより,提案モデルにParis則の材料定数をそのまま採用することで,疲労き裂進展を表現可能とする.具体的には,まず材料の疲労を表現する損傷変数を結合力モデルに導入し,その発展則をParis則から導出する.次に,提案した結合力モデルがParis則の指数関係を表現できることを示すとともに,Paris則の各材料定数をそのまま採用するための設定方法を提示する.さらに,既存の重合メッシュ法によるき裂進展解析との比較および,応力比に対するき裂進展速度の非依存性から提案モデルの妥当性を検証する.最後に,Paris則と弾性解析を用いた従来手法では適用が困難な過大荷重後の疲労き裂の進展問題を通して提案モデルの有効性を例示する.</p>

<p>The objective of this study is to develop a new cohesive zone model derived from Paris law and identification of its material parameters to realize fatigue crack propagation. A damage variable representing material degradation under cyclic loading is introduced into an existing cohesive zone model within the framework of thermodynamics and the evolution law is determined from Paris law. After simple validation is conducted to investigate the effect of the material parameters on crack growth rate, we present the parameter identification to employ the material parameters of Paris law on our proposed model. Several numerical examples are provided to demonstrate the consistency assessment of the proposed model with previous studies, and the capability for problems of fatigue crack propagation affected with different plastic deformation.</p>

Journal

  • Transactions of the Japan Society for Computational Engineering and Science

    Transactions of the Japan Society for Computational Engineering and Science 2019(0), 20190013-20190013, 2019

    JAPAN SOCIETY FOR COMPUTATIONAL ENGINEERING AND SCIENCE

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