M. Minotti

Cohesive release loads in a general finite element model of a propagating crack

High speed MODE I crack growth in elastic-plastic materials, involving large scale plasticity and dynamic effects connected to rapid propagation, is faced through a cohesive model to tune force nodal release. The stress resisting to the opening of the edges in the cohesive zone should account of effective stress field ahead crack tip. In this paper a reference value is accounted: it represents the maximum closing stress measured at the crack tip, where the cohesive effects begin. A bi-parametric analytical formulation of stress distribution ahead the crack tip is suggested. The bi-parametric formulation is able to extrapolate the stress at the tip whatever is the T-stress (i.e. the stress acting in the direction of fracture propagation), thus completely defining the cohesive loads.

Modello coesivo per l’avanzamento di fratture mediante rilascio nodale di strutture discretizzate con elementi finiti

La simulazione numerica della propagazione di una frattura in MODO I, viaggiante ad elevata velocita in un acciaio a comportamento duttile e realizzata attraverso un modello coesivo che governa la distribuzione delle forze di rilascio nodale. Come noto, la ricerca di un valore di tensione all’apice non ha alcun senso nel caso elastico; infatti, la tensione puo essere valutata solo mediante fattori di campo. Nel caso elasto- plastico, incrudimento e softening di origine geometrica o legato al progressivo danneggiamento influiscono decisamente sull’andamento esponenziale del campo tensionale. E possibile comunque individuare un valore di riferimento, di entita finita, mediante estrapolazione delle tensioni elasto-plastiche nella zona di inizio softening della frattura. Tale grandezza puo essere presa come fattore di riferimento per il calcolo delle forze di rilascio coesive e quindi dell’energia dissipata. Nel lavoro viene discusso come determinare, dal campo di tensione elasto-plastico locale, il valore che governa la zona coesiva al variare del T-stress.