Modern constructions composed of orthotropic materials enable to achieve properties that could not be attained by means of homogeneous materials. However, material discontinuities occurring in compound structures induce general singular stress concentrations that preclude the use of the fracture mechanics approaches developed for cracks in homogeneous materials.The objective of the project is to study and extend approaches for crack initiation assessment of the discontinuities modelled as bi-material wedges with orthotropic materials properties.We assume to apply generalized procedures to materials with a relatively brittle matrix and with behaviour leading to matrix cracking of a scale that allows the use of continuum damage mechanics orpossibly linear elastic fracture mechanics. The combination of the numerical (FEM) and analytical methods (S-L formalism) will be used for the calculations.The results will extend the applicability of fracture mechanics and will contribute to the (en)
Moderní konstrukce složené z kompozitních ortotropních materiálů umožňují dosáhnout vlastností, kterých by nebylo možno docílit použitím homogenních materiálů. Materiálové nespojitosti vyskytující se ve složených tělesech však vyvolávají koncentraci napětí s takovým exponentem singularity, který znemožňuje použití přístupů lomové mechaniky původně vyvinutých pro trhliny homogenních izotropních materiálech.Cílem projektu je zobecnit přístupy stanovující podmínky iniciace trhliny pro diskontinuity modelované bi-materiálovými vruby s ortotropními materiálovými vlastnostmi.Předpokládáme aplikaci zobecněných postupů na materiály s relativně křehkou matricí a s lomovým chováním vedoucím k tvorbě trhlin v matrici v zóně takového rozsahu, který umožňujepoužití mechaniky porušení kontinua, případně lineární elastické lomové mechaniky. Pro výpočty bude použita kombinace numerických metod (MKP) a analytických metod (S-L formalizmus). Výsledky rozšíří aplikační možnosti lomové mechaniky a přispějí
Dosažené výsledky projektu splnily vytýčené cíle. Byly vyřešeny všechny kroky nutné pro stanovení podmínek iniciace trhliny z vrcholu bi-materiálového vrubu složeného ze dvou ortotropních komponent: (i) odvození vztahů pro rozložení napětí, včetně stanovení vlastních čísel ortotropních materiálů a exponentů singularity napětí, (ii) výpočet lomově-mechanických parametrů (zobecněných součinite (cs)
The results of the project followed the set aims. All the steps necessary to determine the conditions of crack initiation from the tip of a bi-material notch composed of two orthotropic components have been performed: (i) derivation of the relations for the stress distribution, including determination of the eigenvalues of the orthotropic materials and the stress singularity exponents, (ii) (en)