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2018 | OriginalPaper | Buchkapitel

5. On Fracture in Finite Strain Gradient Plasticity

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Abstract

A general framework for damage and fracture assessment including the effect of strain gradients is provided. Both mechanism-based and phenomenological strain gradient plasticity (SGP) theories are implemented numerically using finite deformation theory and crack tip fields are investigated. Differences and similarities between the two approaches within continuum SGP modeling are highlighted and discussed. Local strain hardening promoted by geometrically necessary dislocations (GNDs) in the vicinity of the crack leads to much higher stresses, relative to classical plasticity predictions. These differences increase significantly when large strains are taken into account, as a consequence of the contribution of strain gradients to the work hardening of the material. The magnitude of stress elevation at the crack tip and the distance ahead of the crack where GNDs significantly alter the stress distributions are quantified. The SGP dominated zone extends over meaningful physical lengths that could embrace the critical distance of several damage mechanisms, being particularly relevant for hydrogen assisted cracking models.

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Fußnoten
1
Although MSG plasticity is built from Taylor’s dislocation model, all the SGP theories considered in the present work are phenomenological in that they employ isotropic measures of the plastic strain and its gradient.
 
Literatur
6.
11.
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
16.
Zurück zum Zitat Gurson AL (1975) Plastic flow and fracture behaviour of ductile materials incorporating void nucleation, growth and coalescence. PhD thesis, Brown University Gurson AL (1975) Plastic flow and fracture behaviour of ductile materials incorporating void nucleation, growth and coalescence. PhD thesis, Brown University
19.
Zurück zum Zitat Gangloff RP (2003) Hydrogen assisted cracking of high strength alloys. In: Comprehensive structural integrity. Environmentally assisted fatigue, 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, vol 6. Elsevier, Oxford, pp 1–194. doi:10.​1016/​B0-08-043749-4/​06134-6
21.
Metadaten
Titel
On Fracture in Finite Strain Gradient Plasticity
verfasst von
Emilio Martínez Pañeda
Copyright-Jahr
2018
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-63384-8_5

    Marktübersichten

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