Науковий семінар
«Мезомеханічна модель розвитку втомних тріщин та її застосування в наноінженерії»
A mesomechanics model of fatigue crack growth for nanoengineering applications

Доповідач: Professor Michael Wnuk (University of Wisconsin Milwaukee, USA)
Дата і час: Четвер, 2 грудня 2010 р., о 12:30
Місце: ТНТУ імені Івана Пулюя, навчальний корпус №2, ауд. №79

Abstract

In this paper we present a model of a propagating fatigue crack based on energy dissipated within the process zone. This model heavily relies on the mesomechanical concepts applicable in the region immediately adjacent to the leading edge of the propagating crack. The model applied here, based on the cohesive crack concepts, seems to be a good approximation of the mesomechanical phenomena that govern nonlinear discrete deformation and fracture processes. The model suggests that the displacement just ahead of the crack tip is not zero, but it gradually approaches zero over a finite length, which measures the extent of the decohesion zone. Consequently, there is no singular stress at the crack tip. A certain distribution of the cohesive stress is used to model the finite stresses within highly nonlinear end zone preceding the crack. Such approach appears to be in agreement with Panin's concepts of the sequence of deformation and pre-fracture processes occurring at the mesomechanical level.

Analytical methods such as a power law and an exponential law were used to describe high cycle and low cycle fatigue processes, respectively. Numerical values for the ratio of the upper plateau to the threshold level of the cyclic R-curve derived from Wnuk's “final stretch” model of subcritical crack propagation are provided. The relations derived here and based on the principles underlying mechanics of fracture at nanolevels, can be used as a bridge between continuum description of material response to fracture and the more fundamental, microstructural representation of material behavior.

Про доповідача

Мілош Петер Внук – видатний американський вчений польського походження, один із засновників сучасної механіки руйнування.

Шлях в науку М. Внук почав з технологічного університету м. Кракова. Тут він у 1959 р. отримав ступінь магістра (механіка), а вже через три роки став кандидатом наук (Ph.D). У 1965 році отримав ступінь магістра з теоретичної фізики Ягеллонського університету м. Кракова. У 1966 році переїжджає у США, де працює і сьогодні, спочатку у Каліфорнійському технологічному інституті, спеціалізуючись в авіакосмічній галузі за програмою НАСА. Професор М. Внук викладав і проводив наукові дослідження також в Університеті штату Мічіган, Стенфордському університеті, з 1982 р. і по сьогодні – професор Університету Вісконсіна – Мілуокі. Майкл Внук також працював в Англії (Кембріджський університет), його рідній Польщі, Німеччині, Росії, Італії, Югославії, Китаї та інших країнах.

В Університеті Вісконсіна доктором М. Внуком започатковані нові дослідження в області фізичної мезомеханіки, нового наукового напрямку на стику фізики і механіки деформівного тіла . Завдяки роботам професора М.Внука і його колег вдалося на базі фізичної мезомеханіки розробити методи комп'ютерного конструювання нових матеріалів і технологій їх отримання. Були розвинуті неруйнівні методи контролю матеріалів і конструкцій в умовах навантаження. Все це знайшло застосування в енергетиці, нафтогазовому комплексі, металургії, машинобудуванні, транспорті, ракетній техніці та ін. З 1996р. по 2002р. доктор М.Внук працює професором-консультантом у Космічному центрі ім. Джонсона (NASA) і в Лабораторії Реактивної тяги (Каліфорнійський технологічний інститут).

Наукові заслуги професора М.Внука були відзначені у 1991 році премією Фулбрайта. Професор М.Внук є членом Американської академії механіки, Американської асоціації сприяння розвитку науки, Кембріджського філософського товариства у Великобританії і пожиттєвим членом Нью-Йоркської академії наук. У 2009 році за видатні заслуги М.Внук був названий людиною року за версією Американського біографічного інституту.

Відповідальний: д-р техн. наук М. Підгурський

Повернутись