ISSN:
1573-2673
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
Description / Table of Contents:
Résumé On présente une formulation pour l'équilibre énergétique dans le cas de la mécanique de rupture non-linéaire. L'analyse suppose que la charge P et le déplacement du point d'application de la charge X ainsi que la surface de la fissure puissent être mesurés. On formule une description thermodynamique de tout solide élastique fissuré. On met en relation le module d'arrachement avec dP/dX au cours de la propagation d'une fissure dans toute éprouvette élastique. Des relation générales comprenant la stabilité et qui s'applique à des systèmes de rupture non-linéaire ont été trouvés. On montre que de grandes variations de dP/dX accompagnent le démarrage d'une propagation de fissure dans des conditions instables. Enfin, on montre comment quatre éprouvettes d'essai peuvent être utilisées pour évaluer J. Deux éprouvettes comportent des fissures aiguës présentant des différences finies dans les superficies de fissure et deux autres éprouvettes comportent des fissures arrondies dont les caractéristiques rejoignent les compliances initiales des précédentes. Le décrochement des courbes contrainte-déformation relatives aux éprouvettes à fissures arrondies et fissures aiguës permet d'établir le moment où la fissure commence à se propager. L'aire comprise entre les courbes contrainte-déformation des éprouvettes présentant une différence finie dans leur surface de rupture est utilisée pour déterminer J. On a pu prouver expérimentalement que les éprouvettes de flexion en trois points présentant des fissures courtes donnaient par cette méthode une valeur critique équivalente K comparable avec K IC dans le cas du Ti-6AL-4V. Cependant, dans le cas d'un acier pour rotor ASTM A471, les procédures d'essai utilisant les quatre éprouvettes précitées ont établi que la propagation d'une fissure se produit avant la charge maximum. La valeur équivalent de K dans ce cas est 20% inférieure à K IC.
Notes:
Abstract An energy balance formulation of nonlinear fracture mechanics is presented. The analysis assumes that the load, P, the loadpoint displacement, X, and the crack area can be measured. A thermodynamic description of any elastic cracked solid is formulated. The tearing modulus is related to dP/dX during crack growth in any elastic specimen. Some general relations, including stability, that apply to nonlinear fracture systems are found. It is shown that large changes in dP/dX accompany the onset of crack propagation in unstable test specimens. Finally, it is shown how four test specimens could be used to evaluate J. These are two specimens with sharp cracks, having finite differences in crack areas and two other specimens, with blunt cracks, matching the initial compliances of the sharp cracked specimens. Departure of the blunted and sharp cracked specimens' load displacement curves establishes when the onset of crack propagation occurs. The area between the load displacement curves of specimens with a finite difference in crack area in used to find J. Experimentally, it was found that for three-point bend specimens with short cracks that this method gives an equivalent critical K comparable with K IC for Ti-6Al-4V. However, in a rotor steel, ASTM A471, the full four specimen testing procedures establish that crack propagation occurs before maximum load. The equivalent K for this case is 20% less than K IC.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF00016580
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