Crack-tip parameters in polycrystalline plates with soft grain boundaries / Yuping Wang in Journal of engineering mechanics, Vol. 134 N°1 (Janvier 2008)  

Public ISBD [article]  inJournal of engineering mechanics > Vol. 134 N°1 (Janvier 2008) . - pp.100–109. Titre : Crack-tip parameters in polycrystalline plates with soft grain boundaries Type de document : texte imprimé Auteurs : Yuping Wang, Auteur ; Roberto Ballarini, Auteur ; Gregory J. Rodin, Auteur Année de publication : 2008 Article en page(s) : pp.100–109. Note générale : Mécanique appliquée Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Cracking Plates Parameters Grains material Finite element method Résumé : Two micromechanical models are used to calculate the statistical distributions of the stress intensity factor of a crack in a polycrystalline plate containing stiff grains and soft grain boundaries. The first is a finite-element method based Monte Carlo procedure where the microstructure is represented by a Poisson–Voronoi tessellation. The effective elastic moduli of the uncracked plate and the stress intensity factor of the cracked plate are calculated for selected values of the parameters that quantify the level of elastic mismatch between the grains and grain boundaries. It is shown that the stress intensity factor is independent of the expected number of grains, and that it can be estimated using an analytical model involving a long crack whose tip is contained within a circular inhomogeneity surrounded by an infinitely extended homogenized material. The stress intensity factor distributions of this auxiliary problem, obtained using the method of continuously distributed dislocations, are in excellent agreement with those corresponding to the polycrystalline microstructure, and are very sensitive to the position within the inhomogeneity of the crack tip. These results suggest that fracture toughness experiments on polycrystalline plates can be considered experiments on the single grain containing the crack tip, and in turn reflect the a/w effects typical of finite-geometry specimens. ISSN : 0733-9399 En ligne : http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/%28ASCE%290733-9399%282008%29134%3A1%2810 [...] [article] Crack-tip parameters in polycrystalline plates with soft grain boundaries [texte imprimé] / Yuping Wang, Auteur ; Roberto Ballarini, Auteur ; Gregory J. Rodin, Auteur . - 2008 . - pp.100–109. Mécanique appliquée Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 134 N°1 (Janvier 2008) . - pp.100–109. Mots-clés : Cracking Plates Parameters Grains material Finite element method Résumé : Two micromechanical models are used to calculate the statistical distributions of the stress intensity factor of a crack in a polycrystalline plate containing stiff grains and soft grain boundaries. The first is a finite-element method based Monte Carlo procedure where the microstructure is represented by a Poisson–Voronoi tessellation. The effective elastic moduli of the uncracked plate and the stress intensity factor of the cracked plate are calculated for selected values of the parameters that quantify the level of elastic mismatch between the grains and grain boundaries. It is shown that the stress intensity factor is independent of the expected number of grains, and that it can be estimated using an analytical model involving a long crack whose tip is contained within a circular inhomogeneity surrounded by an infinitely extended homogenized material. The stress intensity factor distributions of this auxiliary problem, obtained using the method of continuously distributed dislocations, are in excellent agreement with those corresponding to the polycrystalline microstructure, and are very sensitive to the position within the inhomogeneity of the crack tip. These results suggest that fracture toughness experiments on polycrystalline plates can be considered experiments on the single grain containing the crack tip, and in turn reflect the a/w effects typical of finite-geometry specimens. ISSN : 0733-9399 En ligne : http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/%28ASCE%290733-9399%282008%29134%3A1%2810 [...]

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Nonconforming Variable-Node Axisymmetric Solid Element / Choi, Chang-Koon in Journal of engineering mechanics, Vol. 130 N°5 (Mai 2004)  

Public ISBD [article]  inJournal of engineering mechanics > Vol. 130 N°5 (Mai 2004) . - 578-588 p. Titre : Nonconforming Variable-Node Axisymmetric Solid Element Titre original : Elément Variable non Conforme de Noeud Solide et Axisymmétrique Type de document : texte imprimé Auteurs : Choi, Chang-Koon, Auteur ; Lee, Eun-Jin, Auteur ; Gregory J. Rodin, Éditeur scientifique Année de publication : 2006 Article en page(s) : 578-588 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Axisymmetry Structural analysis Variability Axisymmétrie Analyse structurale Variabilité Index. décimale : 621.34/624 Résumé : This Paper addresses the development of a nonconforming axisymmetric quadrilateral variable-node element which is designated as NAQV. The NAQV element is an improved version of the axisymmetric quadrilateral variable-node (AQV) element by adding nonconforming modes selectively. Both NAQV and AQV elements are effectively used in overcoming some problems in connecting the different layer patterns in the adaptive h refinement on a quadrilateral mesh. The use of elements with variable nodes eliminates the necessity of imposing displacement constraints on irregular (hanging) nodes in order to enforce the interelement compatibility. Therefore, the NAQV and AQV elements can be used effectively in the local mesh refinement for the axisymmetric structures which have stress concentrations. As verified through some numerical tests, the NAQV element shows excellent performance and can be used in the analysis of practical problems. Cet Article adresse le développement d'un élément variable quadrilatéral axisymmetric non conforme de noeud qui est indiqué comme NAQV. L'élément de NAQV est une version améliorée de l'élément variable quadrilatéral axisymmetric du noeud (AQV) en ajoutant des modes non conformes sélectivement. Les éléments de NAQV et d'AQV sont efficacement utilisé dans venir fini quelques problèmes en reliant les différents modèles de couche dans l'amélioration adaptative de h sur une maille quadrilatérale. L'utilisation des éléments avec des noeuds variables élimine la nécessité des contraintes imposantes de déplacement sur des noeuds (accrochants) irréguliers afin d'imposer la compatibilité d'interelement. Par conséquent, les éléments de NAQV et d'AQV peuvent être employés efficacement dans l'amélioration locale de maille pour les structures axisymmetric qui ont des concentrations d'effort. Comme vérifié par quelques essais numériques, l'élément de NAQV montre l'excellente exécution et peut être employé dans l'analyse des problèmes pratiques. En ligne : cck@kaist.ac.kr [article] Nonconforming Variable-Node Axisymmetric Solid Element = Elément Variable non Conforme de Noeud Solide et Axisymmétrique [texte imprimé] / Choi, Chang-Koon, Auteur ; Lee, Eun-Jin, Auteur ; Gregory J. Rodin, Éditeur scientifique . - 2006 . - 578-588 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°5 (Mai 2004) . - 578-588 p. Mots-clés : Axisymmetry Structural analysis Variability Axisymmétrie Analyse structurale Variabilité Index. décimale : 621.34/624 Résumé : This Paper addresses the development of a nonconforming axisymmetric quadrilateral variable-node element which is designated as NAQV. The NAQV element is an improved version of the axisymmetric quadrilateral variable-node (AQV) element by adding nonconforming modes selectively. Both NAQV and AQV elements are effectively used in overcoming some problems in connecting the different layer patterns in the adaptive h refinement on a quadrilateral mesh. The use of elements with variable nodes eliminates the necessity of imposing displacement constraints on irregular (hanging) nodes in order to enforce the interelement compatibility. Therefore, the NAQV and AQV elements can be used effectively in the local mesh refinement for the axisymmetric structures which have stress concentrations. As verified through some numerical tests, the NAQV element shows excellent performance and can be used in the analysis of practical problems. Cet Article adresse le développement d'un élément variable quadrilatéral axisymmetric non conforme de noeud qui est indiqué comme NAQV. L'élément de NAQV est une version améliorée de l'élément variable quadrilatéral axisymmetric du noeud (AQV) en ajoutant des modes non conformes sélectivement. Les éléments de NAQV et d'AQV sont efficacement utilisé dans venir fini quelques problèmes en reliant les différents modèles de couche dans l'amélioration adaptative de h sur une maille quadrilatérale. L'utilisation des éléments avec des noeuds variables élimine la nécessité des contraintes imposantes de déplacement sur des noeuds (accrochants) irréguliers afin d'imposer la compatibilité d'interelement. Par conséquent, les éléments de NAQV et d'AQV peuvent être employés efficacement dans l'amélioration locale de maille pour les structures axisymmetric qui ont des concentrations d'effort. Comme vérifié par quelques essais numériques, l'élément de NAQV montre l'excellente exécution et peut être employé dans l'analyse des problèmes pratiques. En ligne : cck@kaist.ac.kr

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