Aproximální výpočet stínícího efektu na čele interkrystalické trhliny pomocí pyramidálního modelu.

Approximate calculation of shielding effect at intergranular crack tip using pyramidal model

článek ve sborníku ve WoS nebo Scopus

cs

Výpočet extrincitní složky lomové houževnatosti materiálů porušených interkrystalickým lomem na základě dostatečně přesného modelu interkrystalického čela je velmi náročný jak z hlediska konstrukce 3D modelu, tak z hlediska počítačového času. V článku je ukázán aproximativní výpočet pomocí jednoduchého pyramidálního modelu čela trhliny umožňujícího analytické vyjádření efektivního součinitele intenzity napětí na křivolakém čele. Je ukázáno, že snížení efektivního K faktoru indukované mikrokřivolakostí, stanovené pomocí pyramidálního modelu, se velmi dobře shoduje s výsledky výpočtu získaných na modelech reálného čela pomocí numerického programu FRANC3D. Přitom výsledky vpodstatě nezávisí na drsnosti interkrystalické lomové plochy. Při stanovení celkového stínicího efektu je ovšem nutno započíst i prodloužení čela interkrystalickým šířením, tj. buď experimentálně stanovit povrchovou drsnost nebo, při aproximativním výpočtu, užít hodnotu 1,5 příslušnou pyramidálnímu modelu.

Výpočet extrincitní složky lomové houževnatosti materiálů porušených interkrystalickým lomem na základě dostatečně přesného modelu interkrystalického čela je velmi náročný jak z hlediska konstrukce 3D modelu, tak z hlediska počítačového času. V článku je ukázán aproximativní výpočet pomocí jednoduchého pyramidálního modelu čela trhliny umožňujícího analytické vyjádření efektivního součinitele intenzity napětí na křivolakém čele. Je ukázáno, že snížení efektivního K faktoru indukované mikrokřivolakostí, stanovené pomocí pyramidálního modelu, se velmi dobře shoduje s výsledky výpočtu získaných na modelech reálného čela pomocí numerického programu FRANC3D. Přitom výsledky vpodstatě nezávisí na drsnosti interkrystalické lomové plochy. Při stanovení celkového stínicího efektu je ovšem nutno započíst i prodloužení čela interkrystalickým šířením, tj. buď experimentálně stanovit povrchovou drsnost nebo, při aproximativním výpočtu, užít hodnotu 1,5 příslušnou pyramidálnímu modelu.

Calculation of the extrinsic component of the fracture toughness for materials fractured in the intergranular mode by using sufficiently precise model of intergranular crack front is very cumbersome and time consuming. In this article, the approximate calculation by means of a simple pyramidal model of the crack front is presented enabling an analytical expression of the effective stress intensity factor. It is shown that the reduction of the effective K-factor induced by the microtortuosity as determined using pyramidal model is in a very good agreement with results obtained on real-like models of the crack front by means of the numerical program FRANC3D. Moreover, the results are practically independent on the intergranular surface roughness. When evaluating the total extrinsic shielding component, however, the prolongation of the crack front induced by intergranular fracture mode is to be included into calculations. This can be made either by the quantitative fractographical analysis or, in case of an approximate calculation, by adopting the value 1.5 related to the pyramidal model.

fracture toughness, intergranular crack front, pyramidal model, effective stress intensity factor, microtortuosity, FRANC3D, surface roughness

2001

01.10.2001

ÚFM AV ČR

Brno

Křehký lom

6