Evaluation of the elastic-plastic mixity parameters on the base of different crack propagation criteria. Part 1. Preliminary analysis

Abstract

In order to evaluate the mechanical behavior around small-scale yielding crack tip for both plane strain and plane stress, the asymptotic governing equations and their boundary conditions by considering fracture mechanisms are formulated. A total deformation theory of plas­ticity with a power-law hardening is used. The analysis of the near-tip fields is carried out for both the maximum tensile and shear stress crack growth direction criteria, as well as for the complete range of mixity parameters and various strain-hardening levels. The new scheme of mixed-mode problem solution is pro­posed. Realationships between elastic and plas­tic mixity parameters are given as functions of the crack growth direction criterion and the strain-hardening exponent.

На основі домінуючого механізму руйнування для оцінки поведінки мате­ріалу за маломасштабної текучості в області вістря тріщини сформульовано асимптотичні керуючі рівняння та їх граничні умови для випадків плоскої деформації і плоского напруженого стану. Рівняння базуються на дефор­ маційній теорії пластичності зі степеневим зміцненням. Аналіз близько лежачих полів напружень виконано для критеріїв максимальних нормальних і дотичних напружень, повного діапазону змішаних форм деформування та різних рівнів показника зміцнення. Запропоновано нову схему розв’язку задач змішаних форм руйнування. Установлені співвідношення між визначальними пружними і пластичними параметрами змішаності пред­ ставлено як функції виду критерію ростутріщини і показника деформа­ційного зміцнення матеріалу.

Исходя из рассмотрения доминирующего механизма разрушения для оценки поведения мате­риала при маломасштабной текучести в области вершины трещины сформулированы асимптотические управляющие уравнения и их граничные условия для случаев плоской деформации и плоского напряженного состояния. Уравнения основаны на деформационной теории пластичности со степенным упрочнением. Анализ близлежащих полей напряжений выполнен для критериев максимальных нормальных и касательных напряжений, полного диапазона смешанных форм деформирования и различных уровней показателя упрочнения. Предложена новая схема решения задач смешанных форм разрушения. Установленные соотношения между определяющими упругими и пластическими параметрами смешан­ности представлены как функции вида критерия роста трещины и показателя деформа­ционного упрочнения материала.