Determination of conditions of failure initiation in bi-material wedges composed of two orthotropic materials
Project goals
Modern constructions composed of orthotropic materials enable to achieve properties that could not be attained by means of homogeneous materials. However, material discontinuities occurring in compound structures induce general singular stress concentrations that preclude the use of the fracture mechanics approaches developed for cracks in homogeneous materials.The objective of the project is to study and extend approaches for crack initiation assessment of the discontinuities modelled as bi-material wedges with orthotropic materials properties.We assume to apply generalized procedures to materials with a relatively brittle matrix and with behaviour leading to matrix cracking of a scale that allows the use of continuum damage mechanics orpossibly linear elastic fracture mechanics. The combination of the numerical (FEM) and analytical methods (S-L formalism) will be used for the calculations.The results will extend the applicability of fracture mechanics and will contribute to the
Keywords
bi-material wedgeorthotropic materialsstability criterionpsi-integral
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 11 (SGA02008GA-ST)
Main participants
—
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
101/08/0994
Alternative language
Project name in Czech
Stanovení podmínek iniciace porušení v bi-materiálových vrubech složených ze dvou ortotropních materiálů
Annotation in Czech
Moderní konstrukce složené z kompozitních ortotropních materiálů umožňují dosáhnout vlastností, kterých by nebylo možno docílit použitím homogenních materiálů. Materiálové nespojitosti vyskytující se ve složených tělesech však vyvolávají koncentraci napětí s takovým exponentem singularity, který znemožňuje použití přístupů lomové mechaniky původně vyvinutých pro trhliny homogenních izotropních materiálech.Cílem projektu je zobecnit přístupy stanovující podmínky iniciace trhliny pro diskontinuity modelované bi-materiálovými vruby s ortotropními materiálovými vlastnostmi.Předpokládáme aplikaci zobecněných postupů na materiály s relativně křehkou matricí a s lomovým chováním vedoucím k tvorbě trhlin v matrici v zóně takového rozsahu, který umožňujepoužitímechaniky porušení kontinua, případně lineární elastické lomové mechaniky. Pro výpočty bude použita kombinace numerických metod (MKP) a analytických metod (S-L formalizmus). Výsledky rozšíří aplikační možnosti lomové mechaniky a přispějí
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
JI - Composite materials
CEP - secondary branch
JL - Fatigue and fracture mechanics
CEP - another secondary branch
JR - Other machinery industry
20301 - Mechanical engineering
20306 - Audio engineering, reliability analysis
20505 - Composites (including laminates, reinforced plastics, cermets, combined natural and synthetic fibre fabrics; filled composites)
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
The results of the project followed the set aims. All the steps necessary to determine the conditions of crack initiation from the tip of a bi-material notch composed of two orthotropic components have been performed: (i) derivation of the relationsfor the stress distribution, including determination of the eigenvalues of the orthotropic materials and the stress singularity exponents, (ii)
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2008
Realization period - end
Dec 31, 2010
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 16, 2010
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP11-GA0-GA-U/03:3
Data delivery date
Feb 9, 2015
Finance
Total approved costs
1,860 thou. CZK
Public financial support
1,860 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
1 860 CZK thou.
Public support
1 860 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
JI - Composite materials
Solution period
01. 01. 2008 - 31. 12. 2010