In this work the h-adaptive FE strategy for solving 2D problems of fracture mechanics is developed and applicated. The stress indicator employed in the adaptive analysis is able to capture high gradients of stress in the vicinity of the defect. Performance of this technique is checked against the defects of different geometry. Finally the above-mentioned technique exposes its suitability for solving fracture problems.

This summary of doctoral dissertation deal with modeling of fracture in various 2D structures. The standard experimental specimens with defects, which are used in evaluation of fracture parameters, are investigated numerically in this work. The original FE generation technique based on the adaptive approach is developed for the 2D structures with defects. The stress indicator employed in the adaptive analysis is able to capture high gradients of stress in the vicinity of the defect. Performance of this technique is checked against the defects of different geometry. Finally the above-mentioned technique exposes its suitability for solving fracture problems.

Fracture of layer structural elements depends on fracture of different layers and interlayer zones. Cases of layer structural elements fracture are ana-lysed in this research. Due to materials heterogeneity and technologies of manufacturing, medium layer (interlayer) appears. This layer influences defor-mation, stresses distribution and fracture of the structure. Often medium layer is weakest link of structural layer element and interlayer fracture called delamina-ting can appear.

Research area and topicality of the work. Mechanical properties and their evolution under loading are the most significant factors for the development of various mechanical structures, technologies and equipment. It seems to be natu-ral that deeper understanding of the behaviour of existing and design of new materials presents a challenge in different research areas. It should be noted, that all the materials are heterogeneous in meso- and micro- scales. They exhibit essential differences, compared to the macroscopic continuum behaviour. Basically, both experimental and numerical simulation methods are extensively applied for investigation purposes. Experimental techniques, capable of giving a realistic view of the inside of the material and extracting the real data, are very expensive. Therefore, the nu-merical simulation tools are extensively used as an alternative for investigation purposes. They have considerable advantages allowing the reproduction of multiple experiments and providing comprehensive data about ongoing phe-nomena. Recently, numerical technologies have become highly multidisciplinary subjects. They comprise phenomenological and statistical ideas, while mathe-matical models employ the relations of continuum mechanics, classical discre-tization methods and molecular dynamics. The Discrete Element Method (DEM) is one of new methods. It is aimed at simulating the dynamic behaviour of the contacting particles. Variable topology of the system of particles is an... [to full text] / Tyrimų sritis ir darbo aktualumas. Kuriant modernias ��vairios paskirties mechanines sistemas, technologijas ir įrangą, svarbiomis tampa jas sudarančios medžiagos. Savaime suprantama, kad žinomos ir naujai kuriamos medžiagos dabar kur kas išsamiau nagrinėjamos daugelyje mokslo šakų, įskaitant ir me-džiagų mechaniką. Visos medžiagos mezo- ir mikrostruktūros požiūriu yra ne-vienalytės. Jų mikroskopinės savybės skirtingos, lyginant su įprastu kontinuu-mu. Medžiagų savybėms tirti dažniausiai taikomi eksperimentiniai metodai. Eksperimentiniais metodais ištirti medžiagos struktūras ir jose vykstančius procesus ir įvertinti tam tikras jų savybes labai brangu. Tai viena priežasčių, kodėl skaitinis modeliavimas tampa realia tyrimų alternatyva. Skaitinį eksperi-mentą galima kartoti daug kartų, valdant bandinio parametrus, išlaikant tas pa-čias sąlygas, ir stebėti reiškiniui būdingus rodiklius visame tūryje. Šiuolaikiniai modeliavimo metodai yra kompleksiniai. Jie jungia fenome-nologines ir statistines idėjas, o matematiniai modeliai sudaromi taikant konti-nuumo mechanikos ir jų diskrečiųjų modelių bei molekulinės dinamikos pri-klausomybes. Diskrečiųjų elementų metodas (DEM) taip pat priskiriamas šiuo-laikinių metodų kategorijai. Jis skirtas kontaktuojančių dalelių sistemų dinami-niam modeliavimui. Kintanti dalelių sistemos topologija – būdingas metodo požymis. Pastaruoju metu DEM jau taikomas kontinuumui modeliuoti ir praktikoje aktualiems irimo uždaviniams spręsti. Reikia pastebėti... [toliau žr. visą tekstą]

Deformation and fracture behaviour of the slender diaphragm with cross incisions is simulated by the developed finite element model. The influence of incisions geometry on the critical pressure of diaphragms was examined by applying deformation and fracture criteria. Original experiments of diaphragms with incisions were performed. / Išnagrinėjus ir palyginus įvairius skaičiuojamuosius baigtinių elementų modelius buvo ištirta ir nustatyta įpjovos geometrijos įtaka smūginio dujų vamzdžio liaunos diafragmos su kryžmine įpjova kritiniam slėgiui pagal ribinius deformavimo ir irimo kriterijus. Atlikti originalūs eksperimentiniai diafragmų deformavimo ir irimo tyrimai.

Išnagrinėjus ir palyginus įvairius skaičiuojamuosius baigtinių elementų modelius buvo ištirta ir nustatyta įpjovos geometrijos įtaka smūginio dujų vamzdžio liaunos diafragmos su kryžmine įpjova kritiniam slėgiui pagal ribinius deformavimo ir irimo kriterijus. Atlikti originalūs eksperimentiniai diafragmų deformavimo ir irimo tyrimai. / Deformation and fracture behaviour of the slender diaphragm with cross incisions is simulated by the developed finite element model. The influence of incisions geometry on the critical pressure of diaphragms was examined by applying deformation and fracture criteria. Original experiments of diaphragms with incisions were performed.

Tyrimų sritis ir darbo aktualumas. Kuriant modernias įvairios paskirties mechanines sistemas, technologijas ir įrangą, svarbiomis tampa jas sudarančios medžiagos. Savaime suprantama, kad žinomos ir naujai kuriamos medžiagos dabar kur kas išsamiau nagrinėjamos daugelyje mokslo šakų, įskaitant ir me-džiagų mechaniką. Visos medžiagos mezo- ir mikrostruktūros požiūriu yra ne-vienalytės. Jų mikroskopinės savybės skirtingos, lyginant su įprastu kontinuu-mu. Medžiagų savybėms tirti dažniausiai taikomi eksperimentiniai metodai. Eksperimentiniais metodais ištirti medžiagos struktūras ir jose vykstančius procesus ir įvertinti tam tikras jų savybes labai brangu. Tai viena priežasčių, kodėl skaitinis modeliavimas tampa realia tyrimų alternatyva. Skaitinį eksperi-mentą galima kartoti daug kartų, valdant bandinio parametrus, išlaikant tas pa-čias sąlygas, ir stebėti reiškiniui būdingus rodiklius visame tūryje. Šiuolaikiniai modeliavimo metodai yra kompleksiniai. Jie jungia fenome-nologines ir statistines idėjas, o matematiniai modeliai sudaromi taikant konti-nuumo mechanikos ir jų diskrečiųjų modelių bei molekulinės dinamikos pri-klausomybes. Diskrečiųjų elementų metodas (DEM) taip pat priskiriamas šiuo-laikinių metodų kategorijai. Jis skirtas kontaktuojančių dalelių sistemų dinami-niam modeliavimui. Kintanti dalelių sistemos topologija – būdingas metodo požymis. Pastaruoju metu DEM jau taikomas kontinuumui modeliuoti ir praktikoje aktualiems irimo uždaviniams spręsti. Reikia pastebėti... [toliau žr. visą tekstą] / Research area and topicality of the work. Mechanical properties and their evolution under loading are the most significant factors for the development of various mechanical structures, technologies and equipment. It seems to be natu-ral that deeper understanding of the behaviour of existing and design of new materials presents a challenge in different research areas. It should be noted, that all the materials are heterogeneous in meso- and micro- scales. They exhibit essential differences, compared to the macroscopic continuum behaviour. Basically, both experimental and numerical simulation methods are extensively applied for investigation purposes. Experimental techniques, capable of giving a realistic view of the inside of the material and extracting the real data, are very expensive. Therefore, the nu-merical simulation tools are extensively used as an alternative for investigation purposes. They have considerable advantages allowing the reproduction of multiple experiments and providing comprehensive data about ongoing phe-nomena. Recently, numerical technologies have become highly multidisciplinary subjects. They comprise phenomenological and statistical ideas, while mathe-matical models employ the relations of continuum mechanics, classical discre-tization methods and molecular dynamics. The Discrete Element Method (DEM) is one of new methods. It is aimed at simulating the dynamic behaviour of the contacting particles. Variable topology of the system of particles is an... [to full text]