DOI 10.24411/1683-805X-2018-14008

УДК 539.422.23

 

In this paper, the ductile fracture of bainitic functionally graded steel has been studied. Fracture tests was performed on U-notched specimens made of bainitic functionally graded steel under mode I. The averaged strain energy density criterion combined with equivalent material concept was employed to predict the ductile fracture of bainitic functionally graded steel. For this purpose, first, based on equivalent material concept, the mechanical properties of virtual brittle functionally graded steel were obtained. Then the averaged value of strain energy density over a well-defined control volume was calculated by finite element analysis for U-notched virtual brittle functionally graded steel. After that, the fracture loads was obtained based on the averaged strain energy density criterion. The agreement between experimental fracture loads and theoretical predictions was good.

Keywords: functionally graded steel, strain energy density, equivalent material concept, U-notch, mode I

Оценка вязкого разрушения образцов с U-образным надрезом из функционально-градиентной бейнитной стали на основе концепции эквивалентного материала и критерияусредненной плотности энергии деформации

В статье изучено вязкое разрушение функционально-градиентной бейнитной стали. Испытания на разрушение проводили с использованием образцов с U-образным надрезом из функционально-градиентной бейнитной стали при нагружении типа I. Оценку вязкого разрушения образцов проводили с использованием критерия усредненной плотности энергии деформации и концепции эквивалентного материала. Для этого сначала на основе концепции эквивалентного материала были определены механические свойства виртуальной хрупкой функционально-градиентной стали. Затем с помощью конечно-элементного анализа рассчитывали усредненное значение плотности энергии деформации в некотором контрольном объеме образцов с U-образным надрезом из хрупкой функционально-градиентной стали. Значения разрушающей нагрузки определяли на основе критерия усредненной плотности энергии деформации. Показано хорошее соответствие между экспериментальными и теоретическими значениями разрушающей нагрузки.

Ключевые слова: функционально-градиентная сталь, плотность энергии деформации, концепция эквивалентного материала, U-образный надрез, отрыв

 

 

 

H. Salavati, H. Mohammadi  Ductile failure prediction of U-notched bainitic functionally graded steelspecimens using the equivalent material concept combined with the averaged strain energy density criterion // Физ. мезомех. - 2018. - Т. 21. - № 4. - С. 79-84