3D finite fracture mechanics under mode I loading: the flat elliptical crack
La détermination de la contrainte à distance provoquant la propagation d’une fissure dans un domaine 3D infini contenant une fissure elliptique plane est ici revisitée dans le cadre du Critère Couplé de la Mécanique de la Rupture Finie. Nous commençons par passer en revue les approches de la Mécaniq...
| Autores: | , , |
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| Tipo de recurso: | artículo |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2025 |
| País: | España |
| Institución: | Universidad de Sevilla (US) |
| Repositorio: | idUS. Depósito de Investigación de la Universidad de Sevilla |
| OAI Identifier: | oai:idus.us.es:11441/177765 |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/11441/177765 https://doi.org/10.5802/crmeca.302 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Coupled criterion Finite fracture mechanics 3D linear elastic fracture mechanics Elliptical cracks Quasi-brittle materials Critère couplé Mécanique de la rupture finie Mécanique de la fracture élastique linéaire en 3D Fissures elliptiques Matériaux quasi-fragile |
| Sumario: | La détermination de la contrainte à distance provoquant la propagation d’une fissure dans un domaine 3D infini contenant une fissure elliptique plane est ici revisitée dans le cadre du Critère Couplé de la Mécanique de la Rupture Finie. Nous commençons par passer en revue les approches de la Mécanique Linéaire de la Rupture, qui diffèrent selon la prise en compte de différentes croissances infinitésimales de la fissure. Ensuite, nous présentons la solution basée sur la Mécanique de la Rupture Finie : si le défaut elliptique est suffisamment petit, la fissure croît le long de lignes iso-contraintes. Pour des tailles plus grandes, d’autres modes de croissance de fissure peuvent se produire. Ainsi, cette étude montre que supposer un front de fissure iso-contraintes peut effectivement fournir la solution exacte en Mécanique de la Rupture Finie, en particulier pour les petits défauts ; en revanche, cela peut être erroné pour des défauts de plus grande taille, entraînant de surcroît des prédictions non conservatrices. Toutefois, pour la géométrie considérée, cela donne des estimations de contrainte de rupture ne différant que de quelques pourcents de la valeur réelle. Ainsi, l’hypothèse d’iso-contraintes, avancée par Leguillon [D. Leguillon, “An attempt to extend the 2D coupled criterion for crack nucleation in brittle materials to the 3D case”, Theor. Appl. Fract. Mech. 74 (2014), pp. 7-17], impliquant des simplifications importantes dans l’implémentation numérique du critère couplé dans des problèmes 3D, semble largement justifiée par les résultats présents. En outre, quelle que soit la taille initiale de la fissure, la croissance finie prédite par le modèle aboutit à une nouvelle forme elliptique de la fissure, plus proche d’un cercle, ce qui signifie que l’excentricité diminue systématiquement au fur et à mesure de la propagation de la fissure. |
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