Investigation of Systems Weakened by Kinked Cracks

Abstract

Прочность летательных аппаратов любых типов — важнейший вопрос безопасности полетов. Наличие скрытых дефектов в материале существенно влияет на прочность при различных нагрузках. Важными характеристиками прочности материалов с дефектами являются скорость и направление роста трещины, а также величина критической нагрузки (коэффициента интенсивности напряжений), при которой начинается рост трещины. В данной работе исследуется трехмерная упругая среда, ослабленная системой плоских трещин и одной трещиной с изгибом. В качестве численного метода был выбран метод граничных элементов, а именно метод разрывных перемещений. Код реализован на C++. Было проведено сравнение с известными аналитическими результатами. Изучено поведение трещин при изгибе при различных нагрузках. Structural strength of aircraft is a key aspect of flight safety. Hidden defects in the material significantly affect its strength under various loads. The crack growth rate and direction, and the crack growth threshold load (stress intensity factor) affect the strength of the damaged material. This study investigates a 3D elastic structure weakened by a system of flat cracks and a kinked crack. The numerical method used was the boundary element method, specifically, the displacement discontinuity method. The code was developed with C++. The results were compared against the available analytic results. The behavior of cracks under bending and a range of loading conditions was studied.