Description of short fatigue crack growth in large scale yielding conditions
Project goals
The prediction of residual fatigue life of structures or components with cracks requires knowledge about the crack growth rate. Theory and experimental procedures for the measurement of the crack growth rate in the small scale yielding conditions at the crack tip is well established. However, the kinetics of crack growth rate in condition of a non-negligible plasticity around the crack tip has been studied to much lesser extent. Recently, a large set of short fatigue crack growth rate data measured in the applicant’s laboratory were reanalysed. This comparison revealed that the plastic part of the J-integral (and not the total J-integral) is the parameter governing the short crack growth rate in large scale yielding conditions. Moreover, crack growth rate data from all analysed materials lie on a unique curve. This remarkable observation suggests that the crack growth rate is determined by the extent of energy spent to plastic deformation at the crack tip, irrespective of the other materials properties. In this project, we want to critically assess this hypothesis.
Keywords
fatigue of materialsshort cracksJ-integraldislocationsfinite elements methodTEM
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 22 (SGA0201800001)
Main participants
Ústav fyziky materiálů AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
18-03615S
Alternative language
Project name in Czech
Popis šíření únavové trhliny v podmínkách velké plastické zóny na jejím čele
Annotation in Czech
Predikce zbytkové únavové životnosti konstrukcí a součástí s trhlinami vyžaduje znalosti o rychlosti růstu trhliny. Teorie a experimentální postupy pro měření rychlosti šíření trhlin při podmínkách "small scale yielding" je poměrně dobře známá. Nicméně kinetika rychlosti růstu trhliny ve stavu nezanedbatelné plasticity na čele trhliny byla studována v mnohem menší míře. V poslední době bylo v laboratoři žadatele naměřeno a analyzováno velké množství dat týkající se kinetiky růstu krátkých únavových trhlin. Toto srovnání ukázalo, že plastická část J-integrálu (tedy nikoli celkový J-integrál) je parametr řídící rychlost růstu krátkých únavových trhlin v podmínkách "large scale yielding". Navíc se ukazuje, že data týkající se rychlosti růstu trhlin pro všechny analyzované materiály leží na stejné křivce. Toto pozoruhodné zjištění naznačuje, že rychlost růstu trhliny je určena mírou energie spotřebovanou na plastickou deformaci v okolí čela trhliny, bez ohledu na ostatní vlastnosti materiálů. V rámci tohoto projektu chceme kriticky zhodnotit tuto hypotézu.
Scientific branches
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2018
Realization period - end
Dec 31, 2022
Project status
—
Latest support payment
Apr 24, 2020
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP22-GA0-GA-R
Data delivery date
Feb 22, 2022
Finance
Total approved costs
5,599 thou. CZK
Public financial support
5,425 thou. CZK
Other public sources
174 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Recognised costs
5 599 CZK thou.
Public support
5 425 CZK thou.
0%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Materials engineering
Solution period
01. 01. 2018 - 31. 12. 2022