p.4460
p.4463
p.4467
p.4471
p.4476
p.4483
p.4491
p.4496
p.4501
A Boundary Element Application of Plastic Hinges Development in a Circular Ring
Abstract:
Circular ring is the most popular specimen in industry. The location of a crack in a circular ring can strongly affect the sequence of plastic hinge development which in turn affects stability of a circular ring which has been obtained theoretically in Young [1] but not any numerically. Boundary element method is employed to investigate these effects. In fact, the ring will collapse if the number of plastic hinges is up to four. The results show the potential application of the boundary element method in this project.
Info:
Periodical:
Pages:
4476-4482
Citation:
Online since:
July 2011
Authors:
Keywords:
Price:
Сopyright:
© 2011 Trans Tech Publications Ltd. All Rights Reserved
Citation:
[1] Young LJ. Plastic Hinges Development and Crack Stability Analysis in a Circular Ring. Int'l J. of Solids and Structures 2001; 38, pp.1355-1367.
[2] Brebbia CA , J.C. F Telles and L.C. Wrobel. Boundary Element Techniques. New York, Springer – Verlag; (1970).
[3] Ghobanpoor A and Zang J"Boundary Element Analysis of Crack Growth for Mixed Mode Center Slant Crack Problems, "Engineering Fracture Mechanics 1990; 36, 5, pp.661-668.
[4] Tan CL and Gao YL. Treatment of Bimaterial Interface Crack Problems Using The Boundary Element Method. Engineering Fracture Mechanics 1990; 36, 6, pp.919-932.
[5] Young LJ and Tsai YP. A Boundary Element Application for Mixed Mode Loading Idealized Sawtooth Fracture Surface. Int'l J. of Solids and Structure, 1999; 36, pp.3239-3252.
[6] Young LJ. An Analysis of a Fracture Specimen for Rough Crack in Shear. Int'l J. of Fracture 2002; 115, 3, p.273.
182.
165.
115.
036 -0. 068 -0. 189 -0. 318 BEM.
175.
156.
114.
034 -0. 062 -0. 180 -0. 309 Accuracy.
[96] 15.
[94] 55.
[99] 13.
[94] 44.
[91] 18.
[95] 24.
[97] 17% Table 2: θ and values of M/PR at the formation of first hinge (for a/t=0. 3, and R/t=10). α θ First Hinge 0゚ 15゚ 30゚ 45゚ 60゚ 75゚ 90゚ 180゚ Theoretical 0゚.
177.
160.
111.
032 -0. 070 -0. 189 -0. 316.
190 0゚At crack 15゚.
177.
160.
110.
031 -0. 072 -0. 190 -0. 317 -0. 189 15゚At crack 30゚.
178.
160.
109.
031 -0. 072 -0. 192 -0. 318.
188 90゚At Mmax 45゚.
178.
160.
109.
031 -0. 072 -0. 191 -0. 318.
186 90゚At Mmax 60゚.
178.
160.
109.
031 -0. 072 -0. 191 -0. 318.
186 90゚At crack 75゚.
182.
163.
110.
032 -0. 073 -0. 194 -0. 323.
186 75゚At crack 90゚.
184.
164.
113.
032 -0. 073 -0. 193 -0. 321.
184 90゚Both BEM 0゚.
177.
160.
111.
032 -0. 070 -0. 189 -0. 316.
190 0゚At crack 15゚.
177.
160.
110.
031 -0. 072 -0. 189 -0. 316 -0. 189 15゚At crack 30゚.
178.
160.
109.
031 -0. 071 -0. 192 -0. 317.
188 90゚At Mmax 45゚.
178.
160.
109.
031 -0. 071 -0. 191 -0. 318.
186 90゚At Mmax 60゚.
178.
160.
109.
031 -0. 072 -0. 191 -0. 313.
186 90゚At crack 75゚.
182.
163.
110.
032 -0. 073 -0. 191 -0. 322.
186 75゚At crack 90゚.
184.
164.
112.
032 -0. 073 -0. 193 -0. 318.
186 90゚Both Accuracy 0゚.
[99] 99.
[99] 99.
[99] 99.
[99] 99.
[99] 99.
[99] 99.
[99] 99.
[99] 99% 15゚.
[99] 86.
[98] 92.
[99] 86.
[98] 99.
[99] 76.
[99] 29.
[99] 37.
[99] 85% 30゚.
[98] 97.
[99] 89.
[99] 92.
[98] 95.
[98] 89.
[99] 12.
[98] 74.
[99] 25% 45゚.
[99] 84.
[99] 86.
[99] 86.
[98] 99.
[98] 97.
[99] 21.
[99] 47.
[98] 91% 60゚.
[99] 92.
[99] 82.
[99] 93.
[99] 82.
[99] 88.
[99] 87.
[98] 32.
[99] 97% 75゚.
[99] 87.
[99] 81.
[98] 98.
[98] 98.
[98] 93.
[98] 59.
[98] 58.
[99] 96% 90゚.
[99] 85% 99, 83.
[98] 92.
[99] 93.
[99] 98.
[99] 89.
[98] 95.
[99] 88% Italicized terms indicate diagonal crack location Table 3: θ and values of M/PR at the formation of second hinge (for a/t=0. 3, and R/t=10). α θ Second Hinge 0゚ 15゚ 30゚ 45゚ 60゚ 75゚ 90゚ 180゚ 270゚ Theoretical 0゚.
150.
132.
089.
010 -. 0. 083 -0. 189 -0. 305.
178 -0. 305 90゚, 270゚ 15゚.
169.
153.
103.
027.
079.
188 -0. 312.
179 -0. 295 90゚ 30゚.
181.
164.
114.
035 -0. 067 -0. 189 -0. 318.
182 -0. 318 270゚ 45゚.
181.
164.
114.
035 -0. 067 -0. 189 -0. 318.
182 -0. 318 270゚ 60゚.
181.
164.
114.
035 -0. 067 -0. 189 -0. 318.
182 -0. 318 270゚ 75゚.
183.
174.
131.
038 -0. 050 -0. 172 -0. 312.
169.
351 270゚ 90゚.
150.
169.
157.
112.
004 -0. 100 -0. 235.
150 -0. 480 270゚ BEM 0゚.
134.
131.
080.
008 -0. 076 -0. 188 -0. 305 -0. 297 -0. 297 90゚, 270゚ 15゚.
151.
143.
085.
020 -0. 072 -0. 187 -0. 306 -0. 295 -0. 295 90゚ 30゚.
152.
145.
096.
025 -0. 067 -0. 186 -0. 306 -0. 298 -0. 298 270゚ 45゚.
163.
146.
104.
030 -0. 066 -0. 185 -0. 305 -0. 299.
299 270゚ 60゚.
167.
146.
107.
030 -0. 064 -0. 185 -0. 304 -0. 300 -0. 300 270゚ 75゚.
167.
148.
107.
032 -0. 005 -0. 172 -0. 302 -0. 301.
301 270゚ 90゚.
133.
144.
110.
089.
004 -0. 100 -0. 230 -0. 350 -0. 350 270゚ Accuracy 0゚.
[99] 99.
[99] 99.
[99] 99.
[99] 99.
[99] 99.
[99] 99.
[99] 00.
[99] 99.
[99] 99% 15゚.
[99] 86.
[99] 56.
[99] 84.
[99] 24.
[99] 59.
[99] 24.
[98] 24.
[99] 32.
[99] 98% 30゚.
[98] 96.
[98] 99.
[99] 87.
[98] 85.
[98] 69.
[98] 87.
[98] 68.
[99] 89.
[98] 63% 45゚.
[99] 95.
[98] 94.
[98] 84.
[99] 93.
[99] 53.
[99] 37.
[98] 69.
[98] 98.
[98] 72% 60゚.
[99] 89.
[98] 93.
[99] 69.
[98] 69.
[98] 98.
[99] 79.
[99] 35.
[98] 95.
[98] 83% 75゚.
[98] 97.
[99] 39.
[98] 93.
[99] 89.
[98] 94.
[98] 63.
[99] 34.
[98] 95.
[98] 83% 90゚.
[99] 03.
[99] 67.
[99] 20.
[99] 43.
[98] 89.
[99] 45.
[99] 68.
[99] 42.
[98] 64% Table 4: θ and values of M/PR at the formation of third hinge (for a/t=0. 3, and R/t=10). α θ Third Hinge 0゚ 15゚ 30゚ 45゚ 60゚ 75゚ 90゚ 180゚ 270゚ Theoretical 0゚.
150.
132.
089.
010 -0. 083 -0. 189 -0. 305.
178 -0. 305 90゚, 270゚ 15゚.
165.
150.
103.
028 -0. 070 -0. 183 -0. 305.
202 -0. 305 270゚ 30゚.
216.
198.
147.
065 -0. 040 -0. 166 -0. 300.
216 -0. 300 30゚(C) 45゚.
280.
261.
203.
116 -0. 001 -0. 135 -0. 281.
281 -0. 281 180゚, 0゚ 60゚.
280.
261.
203.
116 -0. 001 -0. 135 -0. 281.
281 -0. 281 180゚, 0゚ 75゚.
264.
247.
195.
097 -0. 002 -0. 132 -0. 269.
224.
269 90゚ 90゚.
371.
377.
342.
267.
129 -0. 012 -0. 176.
371 -0. 371 0゚, 180゚ BEM 0゚.
150.
131.
089.
010 -0. 082 -0. 189 -0. 305.
178 -0. 304 90゚, 270゚ 15゚.
163.
148.
102.
028 -0. 070 -0. 180 -0. 303.
199 -0. 302 270゚ 30゚.
214.
195.
146.
064 -0. 040 -0. 166 -0. 297.
215 -0. 295 30゚(C) 45゚.
278.
258.
200.
114 -0. 001 -0. 133 -0. 279.
277 -0. 280 180゚, 0゚ 60゚.
278.
257.
200.
115 -0. 001 -0. 133 -0. 278.
277 -0. 279 180゚, 0゚ 75゚.
264.
245.
193.
096 -0. 002 -0. 130 -0. 265.
222.
267 90゚ 90゚.
369.
375.
340.
265.
127 -0. 012 -0. 174.
368 -0. 365 0゚, 180゚ Accuracy 0゚.
[99] 99.
[99] 23.
[99] 99.
[99] 99.
[99] 33.
[99] 89.
[99] 99.
[99] 84.
[99] 59% 15゚.
[98] 83.
[98] 59.
[99] 48.
[99] 37.
[99] 52.
[98] 34.
[99] 29.
[98] 34.
[98] 98% 30゚.
[98] 87.
[98] 32.
[99] 20.
[98] 74.
[98] 78.
[99] 87.
[99] 12.
[99] 57.
[98] 32% 45゚.
[99] 34.
[99] 03.
[98] 63.
[98] 47.
[98] 49.
[98] 47.
[99] 21.
[98] 54.
[99] 52% 60゚.
[99] 32.
[98] 38.
[98] 43.
[99] 32.
[99] 23.
[98] 49.
[98] 87.
[98] 69.
[99] 34% 75゚.
[98] 87.
[99] 24.
[98] 78.
[98] 58.
[99] 39.
[98] 53.
[98] 59.
[99] 03.
[99] 32% 90゚.
[99] 35.
[99] 49.
[99] 42.
[99] 42.
[98] 64.
[99] 54.
[98] 89.
[99] 20.
[98] 43% Table 5: Sequence of hinge formation. α θ 0゚ 15゚ 30゚ 45゚ 60゚ 75゚ 90゚ 180゚ 270゚ 0゚ 1 2, 3 4 2, 3 15゚ 1 2 4 3 30゚ 1 4 2 45゚ 4 3 1 3 2 60゚ 4 1 3 2 75゚ 1 3 4 2 90゚ 3, 4 1 3, 4 2 No Crack 3, 4 1, 2 3, 4 1, 2.