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International Journal of Fracture Mechanics

, Volume 8, Issue 4, pp 393–401 | Cite as

Visco-elastic and thermal effects on crack growth in PMMA

  • J. G. Williams
Article

Abstract

An approximate visco-elastic analysis is described for crack growth in PMMA. It is shown that there is a change in the fracture criterion from a constant energy to a constant crack opening displacement when cracks are run below and above their initiation speeds respectively. This analysis is coupled with a prediction of temperature rises at the crack tip and it is shown that this results in a marked maximum in the stress intensity factor crack versus speed curve which corresponds closely to the instability value.

Keywords

PMMA Stress Intensity Factor Fracture Criterion Speed Curve Marked Maximum 
These keywords were added by machine and not by the authors. This process is experimental and the keywords may be updated as the learning algorithm improves.

Résumé

On décrit une analyse viscoélastique approchée de la propagation des fissures dans le polyméthylméthacrylate. On montre que, selon que les fissures se développent à des vitesses inférieures ou supérieures à leurs vitesses d'amorçage, la base du critère de rupture passe respectivement d'une énergie constante à un COD constant.

Cette analyse est associée à une prévision des élévations de température à la pointe de la fissure, et l'on démontre que de tels échauffements sont en relation avec les variations du facteur d'intensité des contraintes en fonction de la vitesse de propagation des fissures. Le maximum du facteur d'intensité de contraintes est proche de l'instabilité.

Pour des vitesses de propagation de fissures élevées, on prévoit des élévations de température de l'ordre de 100 °C.

Zusammenfassung

Es wird eine angenäherte viskoelastische Analyse der Rißfortpflanzung in Polymethylmethacrylat beschrieben. Man zeigt, daß je nachdem sich die Risse mit Geschwindigkeiten unterhalb oder oberhalb ihrer Bildungsgeschwindigkeit fortpflanzen, die Bruchkennzahl von einer konstanten Energie in einen konstanten COD übergeht.

Diese Analyse ist gekoppelt mit einer Vorausschätzung der Temperaturerhöhung an der Rißspitze und man konnte zeigen, daß diese Erhitzung mit den Veränderungen des Spannungsintensitätsfaktors in Abhängigkeit der Rißfort-pflanzungsgeschwindigkeit in Zusammenhang steht. Das Maximum des Spannungsintensitätsfaktors liegt nahe an der Instabilität.

Für hohe Rißfortpflanzungsgeschwindigkeiten wird eine Temperaturerhöhung von runt 100°C vorausbestimmt.

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Copyright information

© Wolters-Noordhoff Publishing 1972

Authors and Affiliations

  • J. G. Williams
    • 1
  1. 1.Mechanical Engineering DepartmentImperial CollegeLondon

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