Static and Dynamic Tearing of Thin Steel Sheets

This paper presents the energy analysis of static mode III fracture of thin steel sheets. For dynamic tearing studies we used the Charpy test apparatus. Static tearing tests performed on three kind steel sheets indicate that the linear relationship of Mai and Cotterell is valid for specimens with a leg width W up to 30 mm. In the given range, the specific work of fracture Te is determined according to the Mai-Cotterell model. The Te kinetics is studied as a function of sheet thickness B, radius of curvature p, and loading rate V. The modified model includes a linear dependence of p versus W. Moreover, we show that variation of loading rate V from 1 to 300 mm/min has no effect on the specific work of fracture Te. A slight decrease in dynamic fracture toughness J0,d is found.Представлен энергетический анализ статического разрушения тонких стальных листов по типу KIII. При динамических испытаниях использовалось оборудование для образцов типа Шарпи. Статические испытания трех видов стальных листов на разрыв свидетельствуют, что линейное соотношение Мая-Коттрелла справедливо для образцов с шириной рабочей части до 30 мм. В указанном диапазоне удельная работа разрушения Ге определяется в соответствии с моделью Мая-Коттрелла. Исследовалась кинетика Ге в зависимости от толщины листа B, радиуса кривизны ρ и скорости нагружения V. Усовершенствованная модель включает линейное отношение ρ/W. Кроме того, изменение скорости нагружения V от 1 до 300 мм/мин показало, что удельная работа разрушения Ге не зависит от нее. Установлено незначительное снижение динамической трещиностойкости J0,d.Представлено енергетичний аналіз статичного руйнування тонких стальних листів за типом KIII . При динамічних випробуваннях використовувалось обладнання для зразків типу Шарпі. Статичні випробування трьох видів стальних дисків на розрив свідчать, що лінійне співвідношення Мая- Коттрелла справедливе для зразків із шириною робочої частини до 30 мм. У такому діапазоні питома робота руйнування Те визначається у відповідності з моделлю Мая-Коттрелла. Досліджувалась кінетика Те в залежності від товщини листа В, радіуса кривини ρ і швидкості навантаження V. Удосконалена модель включає співвідношення ρ/W. Окрім того , змінюючи швидкість навантаження V від 1 до 300 мм/хв, встановлено, що питома робота руйнування Те не залежить від неї. Показано незначне змeншeння динамічної тріщиностійкості J0,d

Conformational analysis of the Streptococcus pneumoniae hyaluronate lyase and characterization of Its hyaluronan-specific carbohydrate-binding module

For a subset of pathogenic microorganisms, including Streptococcus pneumoniae, the recognition and degradation of host hyaluronan contributes to bacterial spreading through the extracellular matrix and enhancing access to host cell surfaces. The hyaluronate lyase (Hyl) presented on the surface of S. pneumoniae performs this role. Using glycan microarray screening, affinity electrophoresis, and isothermal titration calorimetry we show that the N-terminal module of Hyl is a hyaluronan-specific carbohydrate-binding module (CBM) and the founding member of CBM family 70. The 1.2 Å resolution x-ray crystal structure of CBM70 revealed it to have a β-sandwich fold, similar to other CBMs. The electrostatic properties of the binding site, which was identified by site-directed mutagenesis, are distinct from other CBMs and complementary to its acidic ligand, hyaluronan. Dynamic light scattering and solution small angle x-ray scattering revealed the full-length Hyl protein to exist as a monomer/dimer mixture in solution. Through a detailed analysis of the small angle x-ray scattering data, we report the pseudoatomic solution structures of the monomer and dimer forms of the full-length multimodular Hyl

Modeling of Damage Interaction in Fatigue Relaxation for Long-Term Life Prediction. Case of Alloy 800 Grade 2 Study at 550°C

Prediction of fatigue life in creep-fatigue at a temperature of 550°C has been made for an Inconel alloy with the help of 3 models of damage evolution: the Chaboche model, the Levaillant model, and a new model of creep fatigue relaxation. The main advantages of the new model are that it requires only few constants and provides a high accuracy of the fatigue life prediction.Прогнозирование усталостной долговечности в условиях ползучести при температуре 550°С выполнено для жаропрочного и жаростойкого сплава на никелевой основе (Inconel). Представлены модели эволюции повреждения Шабоша (Chaboche) и Леваяна (Levaillant), а также новая модель релаксации при совместном действии ползучести и усталости. Предложенная модель позволяет осуществлять долгосрочное прогнозирование без использования большого количества постоянных.Прогнозування утомної довговічності в умовах повзучості при температурі 550°С виконано для жароміцного і жаростійкого сплаву на нікелевій основі (Inconel). Представлено методи еволюції пошкодження Шабоша (Chaboche) і Леваяна (Levaillant), а також нову модель релаксації при сумісній дії повзучості й утоми. За допомогою запропонованої моделі можна проводити довготермінове прогнозування без використання великої кількості сталих

Fatigue Life Prediction of Welded Box Structures

The objective of this study is to predict fatigue life of metal welded boxes. Experimental results of fatigue life are satisfactory predicted using an analytical scheme based on the volumetric approach.Проведено прогнозирование усталостной долговечности сварных коробчатых конструкций. Результаты расчета усталостной долговечности с использованием аналитической схемы, базирующейся на объемном методе, хорошо согласуются с соответствующими экспериментальными данными.Проведено прогнозування довговічності зварних коробчастих конструкцій від утомленості. Результати розрахунку довговічності від утомленості з використанням аналітичної схеми, що базується на об’ємному методі, добре узгоджуються з відповідними експериментальними даними

Brittle Mixed-Mode (I+II) Fracture: Application of the Equivalent Notch Stress Intensity Factor to the Cracks Emanating From Notches

In the present paper, crack initiation in mixed-mode (I+II) fracture has been studied using notched circular ring specimens. A new criterion of brittle mixed-mode (I+II) fracture based on the notch tangential stress and the volumetric approach has been developed. The critical value of the equivalent notch stressintensity factor has been considered as fracture toughness in mixed-mode (I+II) fracture.Исследуется зарождение трещины по смешанному механизму разрушения (типа I+II) в образцах кольцевого типа с внутренним надрезом. Предложен новый критерий для описания хрупкого разрушения смешанного типа I+II, в основу которого положен объемный подход, а базовым параметром служит касательное напряжение в надрезе. Предлагается в качестве параметра вязкости разрушения для смешанного механизма разрушения по типу I+II использовать предельное значение эквивалентного коэффициента интенсивности напряжений в надрезе.Досліджується зародження тріщини за змішаним механізмом руйнування (типу І+ІІ) в зразках кільцевого типу з внутрішнім надрізом. Запропоновано новий критерій для описання крихкого руйнування змішаного типу І+ІІ, в основу якого покладено об’ємний підхід, а базовим параметром є дотичне напруження у надрізі. За параметр в ’язкості руйнування для змішаного механізму руйнування за типом І+ІІ пропонується використовувати граничне значення еквівалентного коефіцієнта інтенсивності напружень у надрізі

Metabolism of a hybrid algal galactan by members of the human gut microbiome

Native porphyran is a hybrid of porphryan and agarose. As a common element of edible seaweed, this algal galactan is a frequent component of the human diet. Bacterial members of the human gut microbiota have acquired polysaccharide utilization loci (PULs) that enable the metabolism of porphyran or agarose. However, the molecular mechanisms that underlie the deconstruction and use of native porphyran remains incompletely defined. Here, we have studied two human gut bacteria, porphyranolytic Bacteroides plebeius and agarolytic Bacteroidesuniformis, that target native porphyran. This reveals an exo-based cycle of porphyran depolymerization that incorporates a keystone sulfatase. In both PULs this cycle also works together with a PUL-encoded agarose depolymerizing machinery to synergistically reduce native porphyran to monosaccharides. This provides a framework for understanding the deconstruction of a hybrid algal galactan, and insight into the competitive and/or syntrophic relationship of gut microbiota members that target rare nutrients

Discovery and characterization of family 39 glycoside hydrolases from rumen anaerobic fungi with polyspecific activity on rare arabinosyl substrates

Enzyme activities that improve digestion of recalcitrant plant cell wall polysaccharides may offer solutions for sustainable industries. To this end, anaerobic fungi in the rumen have been identified as a promising source of novel carbohydrate active enzymes (CAZymes) that modify plant cell wall polysaccharides and other complex glycans. Many CAZymes share insufficient sequence identity to characterized proteins from other microbial ecosystems to infer their function; thus presenting challenges to their identification. In this study, four rumen fungal genes (nf2152, nf2215, nf2523, and pr2455) were identified that encode family 39 glycoside hydrolases (GH39s), and have conserved structural features with GH51s. Two recombinant proteins, NF2152 and NF2523, were characterized using a variety of biochemical and structural techniques, and were determined to have distinct catalytic activities. NF2152 releases a single product, β1,2-arabinobiose (Ara2) from sugar beet arabinan (SBA), and β1,2-Ara2 and α-1,2-galactoarabinose (Gal-Ara) from rye arabinoxylan (RAX). NF2523 exclusively releases α-1,2-Gal-Ara from RAX, which represents the first description of a galacto-(α-1,2)-arabinosidase. Both β-1,2-Ara2 and α-1,2-Gal-Ara are disaccharides not previously described within SBA and RAX. In this regard, the enzymes studied here may represent valuable new biocatalytic tools for investigating the structures of rare arabinosyl-containing glycans, and potentially for facilitating their modification in industrial applications

A Criterion for Brittle Failure of Rocks Using the Theory of Critical Distances

This paper presents a new analytical criterion for brittle failure of rocks and heavily overconsolidated soils. Griffith’s model of a randomly oriented defect under a biaxial stress state is used to keep the criterion simple. The Griffith’s criterion is improved because the maximum tensile strength is not evaluated at the boundary of the defect but at a certain distance from the boundary, known as the critical distance. This fracture criterion is known as the Point Method, and is part of the Theory of Critical Distances, which is utilized in fracture mechanics. The proposed failure criterion has two parameters: the inherent tensile strength, ó0, and the ratio of the half-length of the initial crack/flaw to the critical distance, a/L. These parameters are difficult to measure but they may be correlated with the uniaxial compressive and tensile strengths, óc and ót. The proposed criterion is able to reproduce the common range of strength ratios for rocks and heavily overconsolidated soils (óc/ót=3-50) and the influence of several microstructural rock properties, such as texture and porosity. Good agreement with laboratory tests reported in the literature is found for tensile and low confining stresses.The work presented was initiated during a research project on “Structural integrity assessments of notch-type defects", for the Spanish Ministry of Science and Innovation (Ref.: MAT2010-15721)