Fracture toughness of multilayer pipes

Multilayer pipes composed of various materials improve partially the properties of a pipe system and are frequently used in service. To estimate the lifetime of these pipes the basic fracture parameters have to be measured. In the contribution a new approach to this estimation is presented. Special type of a C-shaped inhomogeneousfracture mechanics specimen machined directlyfrom a pipe has been proposed, numerically analyzed and tested. The corresponding K values are calculated by FEM and fracture toughness values of HDPE pipes material are obtained.Многослойные трубы, состоящие из различ­ных материалов, позволяют частично повы­сить свойства систем трубопроводов и часто применяются на практике. Для оценки долго­ вечности таких труб необходимо определить их основные параметры разрушения. Пред­ставлен новый подход к выполнению такой оценки. Предлагается специальный тип не­ однородного С-образного образца, вырезаемо­го непосредственно из трубы, для исследова­ния методами механики разрушения; выполнен численный анализ и проведены испытания. Расчет соответствующих значений К выполнен методом конечных элементов. Полу­чены величины трещиностойкости материа­ла труб из полиэтилена высокой плотности

Numerical Evaluation of T-stress under Mixed Mode Loading Through the Use of Coarse Meshes

The present paper investigates the employment of coarse meshes in evaluating the T-stress with the displacement method. Several finite element analyses have been carried out with different mesh refinements and accuracies. Mode I and mixed mode I/II loadings have been considered in finite element analyses. Under mode I loading, single and double edge notched geometries have been considered, while plate with central crack has been considerd for mixed mode loading condition. The analyses are compared with the results by the well-nown stress based approach, and showed that the displacement method permits the evaluation of the T-stress with the employment of coarse meshes. By the way, several precautions must be taken when dealing with coarse and very coarse meshes.Peer reviewe

Tensile Fracture Analysis of Key-Hole Notches by Means of the Strain Energy Density

Получены новые экспериментальные данные о хрупком разрушении по механизму отрыва в концентраторах напряжения типа замочной скважины и проверена возможность их прогнозирования с помощью критерия плотности локальной энергии деформации. Выполнено 21 испытание на разрушение образцов из полиметилметакрилата в виде модифицированных бразильских дисков с центральным вырезом гантелеобразной формы (типа замочной скважины) при комнатной температуре. Экспериментальные величины разрушающих нагрузок достаточно точно рассчитаны для различных значений радиусов гантелей согласно критерию плотности локальной энергии деформации, усредненному по некоторому контрольному объему, охватывающему вершину концентратора. Показано, что экспериментальные данные хорошо согласуются с расчетными.Отримано нові експериментальні дані щодо крихкого руйнування за механізмом відриву в концентраторах напружень типу замкової свердловини і перевірено можливості їх прогнозування за допомогою критерію щільності локальної енергії деформації. Проведено 21 дослідження на руйнування зразків із поліметилметакрилату у вигляді модифікованих бразильских дисків із центральним вирізом у вигляді гантелі (типу замкової свердловини) за кімнатної температури. Експериментальні величини руйнівних напружень достатньо точно розраховані для різних значень радіусів гантелей згідно з критерієм щільності локальної енергії деформації, усередненим по деякому контрольному об єму, що охоплює вершину концентратора. Показано, що експериментальні дані добре узгоджуються з розрахунковими