Machines. Technologies. Materials.
Vol. 15 (2021), Issue 3, pg(s) 89-92

MACHINES

Determining stress intensity factors of mode I for the crack in rectangular cross-section of thin-walled beam

  • 1 Ternopil Ivan Puluj National Technical University, Ternopil, Ukraine

Abstract

A fracture mechanical behavior of thin-walled elements with through-thickness crack is researched. General analytical methods to determine stress intensity factors (SIF) in such elements are presented. The methods are based on the assessments of nominal stresses in the process of crack growth (first method) and change of inertia moment in defective section (second method). Correction functions are obtained for the central crack under bending for rectangular cross-section of thin-walled beams

Keywords

References

  1. Longgang Tian, Leiting Dong, Sharada Bhavanam, Nam Phan, S. N. Atluri. Mixed-mode fracture & non-planar fatigue analyses of cracked I-beams, using a 3D SGBEM–FEM Alternating Method / Theoretical and Applied Fracture Mechanics. 74 (1), 2014, p. 188-199.
  2. Yue, F.; Wu, Z. Fracture Mechanical Analysis of Thin-Walled Cylindrical Shells with Cracks. Metals 2021, №11, 592, p. 26.
  3. Xie, Y.J. & Wang, X.H. & Lin, Y.C. Stress intensity factors for cracked rectangular cross-section thin-walled tubes. Eng. Fract. Mech. V. 71, I. 11 (2004). p. 1501–1513.
  4. Dotti, Franco & Cortínez, Víctor (2013). Mode I stress intensity factor for cracked thin-walled open beams. Engineering Fracture Mechanics, 110. p. 249-257.
  5. Dotti, Franco & Cortínez, Víctor & Reguera, Florencia (2013).Mode I stress intensity factor for cracked thin-walled composite beams. Theoretical and Applied Fracture Mechanics. Volumes 67–68. p. 38-45.
  6. Pawar, Pravin & Ballav, Raj & Kumar, Amaresh (2016). Finite element method analysis of stress intensity factor in I channel section. Journal of Production Engineering, 19. p. 103-107.
  7. Álvarez, Morán & Seitl, Stanislav & Miarka, Petr (2020). Numerical study of universal beam (I section) under bending load with crack. / Conference: Engineering Mechanics, p.54-57.
  8. Kienzler R., Hermann G. An Elementary Theory of Defective Beams // Acta Mecanica, 1986. V. 62. p. 37-46.
  9. Gjelsvik, A. (1981) The Theory of Thin Walled Beams. J. Appl. Mech. Jun 1982, 49(2), p. 248.
  10. Андрейкив А.Е., Дарчук А.И. Усталостное разрушение и долговечность конструкций. - К.: Наук. думка, 1992. - 184 с.
  11. Jelena M. Djoković, Ružica R. Nikolić, and Jan Bujnak. Working Life of the I-beam with a Crack. Procedia Engineering, vol. 111, 2015. P. 142-148.
  12. Механика разрушения и прочность материалов / Под ред. Панасюка В.В. - Т.2: Коэффициенты интенсивности напряжений в телах с трещинами. - К.: Наук. думка, 1988. - 620 с.
  13. Справочник по коэффициентам интенсивности напряжений / Под ред. Мураками Ю. – М.: Мир, 1990. – Т. 1, 2. – 1016 с.
  14. Пидгурский Н. Прогнозирование и обеспечение усталостной надежности несущих конструкций мобильных машин // Пидгурский Н., Рыбак Т., Сташкив Н., Попович П. / Международнен конгрес «Машиностротелни технологии» International congress “Mechanical engineering technologies’04”. Volume 6. Varna, 2004. – С.139–142.
  15. Підгурський М., Сташків М. Методи визначення КІН для дефектних елементів відкритого профілю // Вісник ТДТУ, 2006. – Т. 11. - № 2. – С. 92 –108.
  16. ДСТУ Б В.2.6-8-95 (ГОСТ 30245-94) Будівельні конструкції. Профілі сталеві гнуті замкнуті зварні квадратні і прямокутні для будівельних конструкцій. Технічні умови. 1995. – 19 с.

Article full text

Download PDF