Combined mode fracture via the cracked Brazilian disk test

Abstract

An analysis is made of the cracked Brazilian disk test. Explicit results are given for the stress intensity factors of a crack aligned at any direction to the applied load. Various approximations are considered and a simplified ‘short crack’ approximation is shown to be accurate for ℓ/a≤0.3 (ℓ is crack length, a the disk radius). At certain angles it is found that crack closure should occur and as a frist step the effect of friction is taken into account for such cases by using this short crack approximation. Finally, experimental results are presented to confirm and elucidate the use of this specimen geometry for the problem of combined mode fracture.

Résumé

On a procédé à une analyse de l'essai du disque brésilien fissuré. Des résultats explicites sont fournis pour les facteurs d'intensité de contrainte relatifs à une fissure alignée dans une direction quelconque par rapport à un point de la charge appliquée. On considère diverses approximations et on montre qu'une approximation d'une fissure courte simplifiée permet d'assurer une exactitude pour des valeurs de ℓ/a≤0,3 (ℓ est la longueur de la fissure et a le rayon du disque). Pour certains angles, on trouve que la fermeture de la fissure peut se produire et en première étape, on prend en compte l'effet de la friction pour de tels cas en utilisant cette approximation de fissure courte. Enfin, des résultats expérimentaux sont présentés en vue de confirmer et élucider l'utilisation de cette géométrie d'éprouvette dans le problème d'un mode de rupture combinée.