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2018 | OriginalPaper | Buchkapitel

4. Mechanism-Based Crack Tip Characterization

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Abstract

The influence of the plastic size effect on the fracture process of metallic materials is numerically analyzed using the strain-gradient plasticity (SGP) theory established from the Taylor dislocation model. The numerical framework of the chosen SGP theory is developed for allowing large strains and rotations. The material model is implemented in a commercial finite element (FE) code by a user subroutine, and crack-tip fields are evaluated thoroughly for both infinitesimal and finite deformation theories by a boundary-layer formulation. An extensive parametric study is conducted and differences in the stress distributions ahead of the crack tip, as compared with conventional plasticity, are quantified. As a consequence of the strain-gradient contribution to the work hardening of the material, FE results show a significant increase in the magnitude and the extent of the differences between the stress fields of SGP and conventional plasticity theories when finite strains are considered.

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Literatur
4.
Zurück zum Zitat Hutchinson JW (1997) Linking scales in fracture mechanics. In: Karihaloo BL, Mai YW, Ripley MI, Ritchie RO (eds) Advances in fracture research. Pergamon Press, Amsterdam, pp 1–14 Hutchinson JW (1997) Linking scales in fracture mechanics. In: Karihaloo BL, Mai YW, Ripley MI, Ritchie RO (eds) Advances in fracture research. Pergamon Press, Amsterdam, pp 1–14
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Zurück zum Zitat Komaragiri U, Agnew S, Gangloff RP, Begley M (2008) The role of macroscopic hardening and individual length-scales on crack tip stress elevation from phenomenological strain gradient plasticity. J Mech Phys Solids 56:3527–3540. doi:10.1016/j.jmps.2008.08.007 CrossRefMATH Komaragiri U, Agnew S, Gangloff RP, Begley M (2008) The role of macroscopic hardening and individual length-scales on crack tip stress elevation from phenomenological strain gradient plasticity. J Mech Phys Solids 56:3527–3540. doi:10.​1016/​j.​jmps.​2008.​08.​007 CrossRefMATH
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Zurück zum Zitat Gangloff RP (2003) Hydrogen assisted cracking of high strength alloys. In: Comprehensive structural integrity. Environmentally assisted fatigue, Chap. vol. 6. Elsevier, Oxford. pp 1–194. doi:10.1016/B0-08-043749-4/06134-6 Gangloff RP (2003) Hydrogen assisted cracking of high strength alloys. In: Comprehensive structural integrity. Environmentally assisted fatigue, Chap. vol. 6. Elsevier, Oxford. pp 1–194. doi:10.​1016/​B0-08-043749-4/​06134-6
32.
Zurück zum Zitat Gurson AL (1975) Plastic flow and fracture behaviour of ductile materials incorporating void nucleation, growth and coalescence. Ph.D. thesis. Brown University Gurson AL (1975) Plastic flow and fracture behaviour of ductile materials incorporating void nucleation, growth and coalescence. Ph.D. thesis. Brown University
33.
Zurück zum Zitat Thomason PF (1990) Ductile fracture of metals. Pergamon Press, Oxford Thomason PF (1990) Ductile fracture of metals. Pergamon Press, Oxford
Metadaten
Titel
Mechanism-Based Crack Tip Characterization
verfasst von
Emilio Martínez Pañeda
Copyright-Jahr
2018
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-63384-8_4

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.