In questo lavoro si studia il problema di una frattura semillimitata in condizioni di Modo III in un mezzo elastico caratterizzato dalla presenza di microstruttura. Il comportamento del materiale viene rappresentato attraverso il modello costitutivo elastico micropolare sviluppato da Koiter. Il modello considerato include le lunghezze caratteristiche a flessione e a torsione, proprie della microstruttura del materiale, e risulta pertanto in grado di simulare i rilevanti effetti di scala che si riscontrano in prossimità dell’apice di una frattura nei materiali con microstruttura, a distanze comparabili alle lunghezze caratteristiche. I campi di tensione e spostamento risultano notevolmente influenzati dal rapporto tra le lunghezze caratteristiche. In particolare, le tensioni tangenziali davanti all’apice a distanza inferiore alla lunghezza caratteristica a torsione, risultano di segno opposto rispetto alla soluzione elastica classica, a causa della rotazione relativa tra le particelle materiali situate in corrispondenza dell’apice. La soluzione completa mostra che la zona in cui si verifica tale inversione ha un’estensione molto ridotta e tende ad annullarsi con la lunghezza caratteristica a torsione del materiale. Al di fuori di tale zona, la tensione tangenziale assume un valore massimo, positivo e limitato. Tale valore può adottarsi come misura del livello critico di tensione necessario per far propagare la frattura. Il manifestarsi di un profilo di frattura a cuspide rivela inoltre che la tenacità a frattura dei materiali con microstruttura è in generale più elevata di quella dei materiali elastici classici, indicando quindi che la presenza di microstruttura può inibire il processo di frattura.

Full-field solution for an antiplane shear crack in elastic materials with microstructures / Radi, Enrico. - STAMPA. - 1:(2007), pp. 201-209. ((Intervento presentato al convegno XIX Convegno del Gruppo Italiano della Frattura tenutosi a Milano nel 2-4 Luglio 2007.

Full-field solution for an antiplane shear crack in elastic materials with microstructures

RADI, Enrico
2007

Abstract

In questo lavoro si studia il problema di una frattura semillimitata in condizioni di Modo III in un mezzo elastico caratterizzato dalla presenza di microstruttura. Il comportamento del materiale viene rappresentato attraverso il modello costitutivo elastico micropolare sviluppato da Koiter. Il modello considerato include le lunghezze caratteristiche a flessione e a torsione, proprie della microstruttura del materiale, e risulta pertanto in grado di simulare i rilevanti effetti di scala che si riscontrano in prossimità dell’apice di una frattura nei materiali con microstruttura, a distanze comparabili alle lunghezze caratteristiche. I campi di tensione e spostamento risultano notevolmente influenzati dal rapporto tra le lunghezze caratteristiche. In particolare, le tensioni tangenziali davanti all’apice a distanza inferiore alla lunghezza caratteristica a torsione, risultano di segno opposto rispetto alla soluzione elastica classica, a causa della rotazione relativa tra le particelle materiali situate in corrispondenza dell’apice. La soluzione completa mostra che la zona in cui si verifica tale inversione ha un’estensione molto ridotta e tende ad annullarsi con la lunghezza caratteristica a torsione del materiale. Al di fuori di tale zona, la tensione tangenziale assume un valore massimo, positivo e limitato. Tale valore può adottarsi come misura del livello critico di tensione necessario per far propagare la frattura. Il manifestarsi di un profilo di frattura a cuspide rivela inoltre che la tenacità a frattura dei materiali con microstruttura è in generale più elevata di quella dei materiali elastici classici, indicando quindi che la presenza di microstruttura può inibire il processo di frattura.
XIX Convegno del Gruppo Italiano della Frattura
Milano
2-4 Luglio 2007
1
201
209
Radi, Enrico
Full-field solution for an antiplane shear crack in elastic materials with microstructures / Radi, Enrico. - STAMPA. - 1:(2007), pp. 201-209. ((Intervento presentato al convegno XIX Convegno del Gruppo Italiano della Frattura tenutosi a Milano nel 2-4 Luglio 2007.
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